KR101150659B1 - Refrigeration and air-conditioning system for ice rink using deep seawater - Google Patents

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김현주
이호생
정동호
문덕수
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한국해양연구원
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Abstract

PURPOSE: A cooling and air conditioning system for an ice rink using deep ocean water is provided to reduce energy used for cooling and to continuously supply heat by using deep ocean water as a heating source. CONSTITUTION: A cooling and air conditioning system for an ice rink using deep ocean water comprises a refrigerant line for cooling(12), a cooling line(11), a direct cooling line(3), a heat pump cooling line(4), a cold water inflow line(5), a first cold water circulation line(6), a second cold water circulation line(7), and a cold water supply line(8). A compressor for cooling(121), a condenser for cooling(122), an expansion valve for cooling(123), an ice rink cooling pipe(124) are successively connected to the refrigerant line for cooling and a valve(111) opened when the ice rink is cooled is installed in the cooling line so that the cooling line is connected to the condenser for cooling. Deep ocean water pumped by a pump(2) installed in a intake pipe(1) is supplied to the direct cooling line. Mixed air of returned air(13) used for cooling and outdoor air(14) and cold water heat exchanged in a heat exchanger for cooling flow into the cold water inflow line and a circulation pump(51) is installed in the cold water inflow line. Cold water flows into the first cold water circulation line from the cold water inflow line.

Description

해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템 {Refrigeration and Air-Conditioning system for ice rink using deep seawater}Ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water {Refrigeration and Air-Conditioning system for ice rink using deep seawater}

본 발명은 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조를 위한 것으로, 보다 상세하게는 아이스링크 냉각을 위해 냉각시스템의 응축기 열원으로 해양심층수를 이용하고, 아이스링크 내 공조를 위해 5℃ 이하의 해양심층수 (수심 200m 이상의 해수)의 경우, 직접 냉방 및 제습을 적용하고, 5℃ 이상의 연안 저층수 (수심 20~200m 미만의 해수) 또는 저위도해역 (적도를 기준으로 남위, 북위 20도 정도의 해역)의 해양심층수의 경우 히트펌프를 이용한 냉방 및 제습을 적용하며, 아이스링크 냉각시스템의 응축기 배출수를 히트펌프의 증발기 열원으로 사용하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템에 관한 것이다.
The present invention is for cooling and air conditioning ice rink using deep sea water, and more specifically, using deep sea water as a condenser heat source of a cooling system for cooling ice rink, and deep sea water of 5 ° C. or less for air conditioning in ice rink ( In the case of sea water above 200 m), direct cooling and dehumidification are applied, and deep sea water in coastal low water (below 20 ~ 200 m) or low latitude sea area (south latitude, about 20 degrees north latitude) In the case of cooling and dehumidification using a heat pump is applied, the ice rink cooling and air conditioning system using the deep sea water using the condenser discharge water of the ice link cooling system as the evaporator heat source of the heat pump.

현재 아이스링크 냉각을 위해서 설치되어 있는 냉각시스템과 아이스링크 실내 공조를 위한 시스템은 냉매의 증발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 시스템은 기본적으로 증기압축식사이클로, 이런 증기압축식사이클을 이용하는 시스템은 사용 열원에 따라 공기열원식, 수열원식 등으로 구분되어 진다. The cooling system currently installed for cooling the ice rink and the system for indoor air conditioning of the ice rink are basically a vapor compression system that transfers a low temperature heat source to a high temperature or a high temperature heat source to a low temperature by using evaporative heat or condensation heat of a refrigerant. As a cycle, a system using such a steam compression cycle is classified into air heat source and hydrothermal source according to the heat source used.

보통 대기는 방대한 분량을 폭 넓게 이용 가능한 냉각 및 공조 시스템 등의 증기압축식사이클의 일반적인 열원이다. 대기를 열원으로 하는 공기열원식 시스템들은 물을 열원으로 하는 것보다 평균 10 ~ 30% 정도 낮은 성능을 보인다. 이는 주로 외부의 급격한 온도 저하로 인하여 증발기에서 큰 온도차를 형성하고, 이로 인해 증발기를 제상하는데 오히려 일부 에너지를 사용하여야 하고, 팬을 가동하여야 하기 때문이다. 즉, 온화한 기후 조건에서는 서리가 0 ~ 6℃정도에서 증발기의 표면에 발생하는데, 이는 열교환기에서의 전열 효과를 떨어뜨려 냉각 및 공조 시스템의 성능을 저하시킨다. 이를 방지하기 위해 여러 가지 제상방법을 사용하지만, 제상하는 주기가 잦으면 에너지의 소모를 증가시키고 따라서 시스템 효율 지표로 사용되는 성능계수를 떨어뜨리게 된다.Normal atmospheres are a common source of heat in steam-compressed cycles, such as cooling and air conditioning systems, with a wide range of available quantities. Air-heated systems that use the atmosphere as a heat source perform on average 10-30% less than water as a heat source. This is mainly because a large temperature difference is formed in the evaporator due to a sudden external temperature drop, and therefore, some energy must be used to defrost the evaporator, and a fan must be operated. That is, in mild climate conditions, frost occurs on the surface of the evaporator at a temperature of about 0 to 6 ° C., which reduces the heat transfer effect in the heat exchanger, thereby degrading the performance of the cooling and air conditioning system. In order to prevent this, various defrosting methods are used, but frequent defrosting increases energy consumption and thus lowers the performance coefficient used as an indicator of system efficiency.

반면에, 해수, 하수, 지하수 등을 이용하는 수열원식 냉각 및 공조 시스템은 혹한 지역에서도 지속적으로 열을 공급할 수 있고, 에너지 효율도 높아 공기열원식을 대체하는 새로운 시스템으로 주목받고 있다. On the other hand, a hydrothermal cooling and air conditioning system using seawater, sewage, groundwater, etc. can continuously supply heat even in cold areas, and it is attracting attention as a new system replacing air heat source because of its high energy efficiency.

이 중 해수 열에너지는 자연에너지로서 온도의 계절변동이 하천수에 비해 적고, 동결온도가 약 -2℃로 낮아 하천수보다 저온까지 열 이용이 가능하며, 냉각 및 공조시 대기와 5 ~ 10℃정도의 온도차를 가지고 있으므로 냉각 및 공조 시스템의 열원으로서 아주 우수한 특성을 가지고 있다. 또한, 이용가능 해수 열에너지의 부존량은 유효해안선 1km당 약 7,000gcal/month로, 우리나라의 경우 3면이 바다인 점을 고려하면 해수 열에너지는 거의 무한한 에너지원으로 생각할 수 있다. Among them, seawater thermal energy is a natural energy, the seasonal fluctuation of temperature is less than that of river water, and the freezing temperature is about -2 ℃, so that heat can be used at lower temperature than river water. It has very good characteristics as a heat source for cooling and air conditioning system. In addition, the amount of available seawater thermal energy is about 7,000gcal / month per 1km of effective coastline, considering that the three sides of the sea in Korea, seawater thermal energy is almost infinite energy source.

특히, 해양심층수는 수심으로부터 깊이 및 지역에 따라 2~12℃ 정도(해외의 경우 12℃ 이하)로 존재하고 있고, 이 해양심층수는 아이스링크 냉각을 위한 냉각시스템의 응축기 열원으로서 아주 우수하며, 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 낮은 온도를 이용하여 아이스링크 내 공조 대상의 직접 냉방을 위한 냉수로 사용하고, 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 히트펌프 냉방 시 응축기 열원으로도 사용할 수 있다. 따라서 가정 및 상업용 냉각 및 공조 열수요가 급증하고 있고, 기존 에너지를 대체할 수 있는 신재생에너지에 대한 관심이 급증함에 따라 에너지 공급면에서의 환경적 제약에 대응하는 에너지 이용 효율화를 도모하기 위하여 미활용에너지인 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템의 개발이 절실히 필요한 실정이다.In particular, deep sea water exists at a depth of about 2 ~ 12 ° C (12 ° C or less in foreign countries) depending on the depth and region of the sea, and the deep sea water is excellent as a condenser heat source of a cooling system for cooling an ice rink. For deep ocean water below ℃, it can be used as cold water for direct cooling of air conditioning targets in the ice rink using low temperature, and for deep ocean water above 5 ℃ or deep ocean water in low latitudes, it can be used as a condenser heat source when cooling heat pump. have. Therefore, as demand for domestic and commercial cooling and air conditioning heat is increasing, and interest in renewable energy that can replace existing energy is increasing, unutilized energy is used to promote energy efficiency in response to environmental constraints in terms of energy supply. Development of ice rink cooling and air conditioning system using deep ocean water is urgently needed.

또한, 기존 아이스링크 내 냉각을 위한 냉각 및 공조 시스템은 공랭식 응축기 또는 증발식 응축기를 사용하고 있고, 겨울 철에는 대기를 증발열원으로 사용하고 있으나 여름 철 외기 온도 및 냉각수 온도의 상승과 겨울 철 증발열원과 난방수와의 큰 온도차로 인해 압축기에서의 비가열 손실이 증가하게 되어 압축소요동력 증가, 성능계수 감소를 초래하고 있고, 결국 사용동력 증가에 따른 이산화탄소 배출량 증가를 초래하였다.
In addition, the cooling and air conditioning system for cooling in the existing ice rink uses an air-cooled condenser or an evaporative condenser, and the air is used as the evaporative heat source during the winter season, but the rise of the outside air temperature and the coolant temperature during the summer season and the evaporative heat source during the winter season Due to the large temperature difference with the overheated water, the non-heating loss in the compressor increases, leading to an increase in the compression required power and a decrease in the coefficient of performance.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 해양심층수 를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 구성하고, 아이스링크 냉각을 위해 냉각시스템의 응축기 열원으로 해양심층수를 이용하고, 아이스링크 내 공조를 위해 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 낮은 온도를 이용하여 아이스링크 내 공조 대상에 직접 냉방을 위한 열원으로 사용하고, 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 히트펌프 냉방 시 응축기 열원으로 사용하며, 아이스링크 냉각용 냉각시스템의 응축기 배출수를 히트펌프 난방 시 증발기 열원으로 사용하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 구성하여 기존의 아이스링크 냉각 및 공조 시스템에 이용되는 에너지를 획기적으로 감소시키고, 에너지 효율을 높일 수 있는 저온 해수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, to configure the ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water, to use the deep sea water as the condenser heat source of the cooling system for cooling the ice rink, air conditioning in the ice rink For deep ocean water below 5 ℃, use it as a heat source for direct cooling to the air conditioning target in the ice rink using low temperature, and for deep ocean water above 5 ℃ or deep ocean water in low latitude sea area as a condenser heat source when cooling the heat pump. In addition, by constructing an ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water that uses the condenser discharged from the ice rink cooling system as an evaporator heat source when heating the heat pump, the energy used in the existing ice rink cooling and air conditioning system is dramatically reduced. Low energy efficiency and energy efficiency To provide the ice rink cooling and air conditioning systems using the water it is an object.

본 발명에 따른 저온 해수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템은, 크게 아이스링크 냉각 및 공조시스템으로 구분된다.Ice rink cooling and air conditioning system using the low temperature seawater according to the present invention is largely divided into ice rink cooling and air conditioning system.

아이스링크 냉각시스템은, 냉각용 압축기, 냉각용 응축기, 냉각용 팽창밸브, 냉각용 증발기인 아이스링크 냉각관이 차례로 연결되고 그 내부로 냉각용 냉매가 순환되는 냉각용 냉매 라인과; 냉각용 냉매 누설을 방지하기 위한 브라인 쿨러가 연결되고 그 내부로 브라인이 순환되는 브라인 라인과; 취수관에 설치된 펌프에 의해 끌어올린 해양심층수가 공급되는 냉각 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The ice rink cooling system includes: a cooling refrigerant line in which an ice link cooling tube, which is a cooling compressor, a cooling condenser, a cooling expansion valve, and an cooling evaporator, is connected in sequence and a cooling refrigerant is circulated therein; A brine line to which a brine cooler is connected to prevent leakage of the cooling refrigerant and the brine is circulated therein; It is characterized by consisting of a cooling line supplied with deep sea water pulled up by a pump installed in the intake pipe.

아이스링크 공조 시스템은 여름철 등의 냉방 운전시 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 개방되는 밸브가 설치되고 직접냉방 열교환기를 경유하는 직접냉방 라인과; 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 개방되는 밸브가 설치되고 히트펌프의 응축기를 경유하여 배출 시 개방되는 밸브가 설치되는 히트펌프 냉방 라인과; 아이스링크 내 공조 대상에서 냉방에 이용된 환기와 외기의 혼합공기와 냉방용 열교환기에서 열교환된 냉수가 유입되며 펌프가 설치되는 냉수 유입라인과; 상기 냉수 유입라인으로부터 냉수가 유입되고 직접냉방 시 일측에 개방되는 밸브와 상기 직접냉방 열교환기를 경유하여 냉수 공급 시 개방되는 밸브가 각각 설치되는 제 1 냉수 순환라인과; 상기 냉수 유입라인으로부터 냉수가 유입되고 히트펌프 냉방 시 개방되는 밸브와 히트펌프 증발기를 경유하여 냉수 공급 시 개방되는 밸브가 각각 설치되는 제 2 냉수 순환라인과; 상기 제 1, 2 냉수 순환라인과 연결되어 열교환된 냉수를 아이스링크 내 공조 대상의 냉방에 이용되는 냉방용 열교환기로 공급하는 냉수 공급라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The ice rink air conditioning system includes a direct cooling line installed through a direct cooling heat exchanger and having a valve installed in the case of deep sea water of 5 ° C. or lower during a cooling operation during summer, etc .; A heat pump cooling line provided with an open valve in the case of the coastal low water or the deep sea water in the low latitude region of 5 ° C. or more, and a valve that is opened when discharged through the condenser of the heat pump; A cold water inflow line in which cold water heat-exchanged in a heat exchanger for cooling and a heat exchanger and a mixture of ventilation and outside air used for air conditioning in an ice rink is introduced and a pump is installed; A first cold water circulation line in which cold water is introduced from the cold water inflow line, and a valve opened at one side during direct cooling and a valve opened at cold water supply via the direct cooling heat exchanger are respectively installed; A second cold water circulation line in which cold water is introduced from the cold water inflow line, and a valve which is opened when cooling the heat pump and a valve which is opened when supplying cold water through the heat pump evaporator is installed; It is characterized in that it comprises a cold water supply line for supplying the cold water heat exchanged in connection with the first and second cold water circulation line to the cooling heat exchanger used for cooling the air conditioning target in the ice rink.

또한 겨울철 등의 운전시 상기 냉각용 응축기에서 배출된 해양심층수가 개방되는 밸브를 통과하고 유량을 조절하는 밸브와 개방되는 밸브가 설치되고 상기 냉각용 응축기에서 배출된 해양심층수가 난방용 증발기를 경유하여 배출시 개방되는 밸브가 설치되는 난방라인과; 아이스링크 내 공조 대상에서 난방에 이용된 환기와 외기의 혼합공기와 난방용 열교환기에서 열교환된 난방수가 유입되며 순환펌프가 설치되는 난방수 유입라인과; 상기 난방수 유입라인으로부터 난방수가 유입되고 히트펌프 난방 시 개방되는 밸브와 히트펌프 응축기를 경유하여 난방수 공급 시 개방되는 밸브가 각각 설치되고 열교환된 난방수를 아이스링크 내 공조 대상의 난방에 이용되는 난방용 열교환기로 공급하는 난방수 공급라인과; 아이스링크 내 공조 대상에 제습 시 제습용 열교환기와 제습용 냉동기가 설치되고; 아이스링크 내 공조 대상에 필요한 급탕을 공급하기 위해 개방되는 밸브가 설치되고 태양열 온수기가 설치되는 급탕 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, during operation in winter, the deep sea water discharged from the cooling condenser passes through a valve to open the valve, and a valve for controlling the flow rate is installed and the deep sea water discharged from the cooling condenser is discharged through the heating evaporator. Heating line is installed when the valve is opened; A heating water inflow line in which the heat exchanged heat is introduced from the heat exchanger and the mixed air of the ventilation and the outside air used for heating in the air conditioning target in the ice rink, and a circulation pump is installed; The heating water flows in from the heating water inflow line, and a valve which opens when the heat pump is heated and a valve that opens when the heating water is supplied through the heat pump condenser is installed, and the heat exchanged heating water is used to heat the air conditioning target in the ice rink. A heating water supply line for supplying the heating heat exchanger; A dehumidification heat exchanger and a dehumidification freezer are installed at the air conditioning target in the ice rink; It is characterized in that the valve is configured to include a hot water supply line is installed to supply the hot water required for the air conditioning target in the ice rink and the solar water heater is installed.

본 발명에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템은, 기존 아이스링크 냉각시스템에 사용되는 공랭식 응축기 및 증발식 응축기보다 낮은 해양심층수를 열원으로 이용함에 따라 냉각에 사용되는 에너지를 획기적으로 줄이고, 지속적으로 열을 공급할 수 있으며 냉각사이클 성능계수를 높이는 효과가 있다. The ice rink cooling and air conditioning system using the deep sea water according to the present invention significantly reduces the energy used for cooling by using the deep sea water lower than the air-cooled condenser and evaporative condenser used in the existing ice rink cooling system as a heat source, It can supply heat continuously and increase the cooling cycle performance coefficient.

또한, 여름철 등의 아이스링크 내 공조 대상을 냉방하기 위해 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 낮은 온도로 인해 아이스링크 내 공조 대상에 직접 냉방을 위한 열원으로 사용되고, 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 히트펌프 냉방 시 응축기 열원으로 사용할 수 있어 기존 아이스링크 냉방용 공조시스템에 비해 냉방에 소요되는 에너지를 획기적으로 절감시키는 효과가 있다.In addition, the deep sea water below 5 ° C is used as a heat source for direct cooling to the air-conditioning object in the ice rink due to the low temperature in order to cool the air conditioning target in the ice rink in summer, etc. Deep water can be used as a condenser heat source when cooling a heat pump, which significantly reduces the energy required for cooling compared to conventional ice rink air conditioning systems.

또한, 겨울철 등의 아이스링크 내 공조 대상을 난방하기 위해 아이스링크 냉각용 응축기에서 배출된 해양심층수를 히트펌프 난방 시 히트펌프 증발기에 공급함에 따라 기존 아이스링크 난방시스템에 비해 소요 동력을 감소시키고, 난방 사이클 효율을 향상시키는 효과가 있다. In addition, by supplying deep sea water discharged from the ice rink cooling condenser to the heat pump evaporator during heat pump heating to heat the air conditioning target in the ice rink in winter, the power consumption is reduced compared to the existing ice rink heating system. There is an effect of improving the cycle efficiency.

또한, 태양열 온수기 등과 연계하여 겨울철 등 아이스링크 내 공조 대상의 급탕에 필요한 고온수를 원활히 확보할 수 있을 뿐 아니라 아이스링크 냉각, 공조 및 급탕을 위해 지하 해수, 태양열 등의 자연에너지를 사용할 수 있음으로 기존 화석 에너지를 대체하여 연료비 절감, CO2 배출 저감 등의 효과가 있다.
In addition, it is possible to smoothly secure the high temperature water required for hot water supply in the ice rink in winter, in conjunction with solar water heaters, and use natural energy such as underground seawater and solar heat for cooling the ice rink, air conditioning and hot water supply. By replacing the existing fossil energy, it has the effect of reducing fuel cost and CO 2 emission.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예로서 브라인라인, 브라인쿨러가 부가된 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예로서 급탕라인, 축열조가 부가된 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 도시한 구성도.1 is a block diagram showing an ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an ice rink cooling and air conditioning system using a deep sea water to which a brine line and a brine cooler are added as a second embodiment of the present invention. FIG.
Figure 3 is a configuration diagram showing an ice rink cooling and air conditioning system using a deep water supply line, a deep storage tank is added as a third embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 저온 해수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템은, 크게 아이스링크 냉각시스템 및 공조시스템으로 구분된다. Ice rink cooling and air conditioning system using low temperature seawater according to the present invention is largely divided into ice rink cooling system and air conditioning system.

아이스링크 냉각시스템은, 냉각용 압축기, 냉각용 응축기, 냉각용 팽창밸브, 냉각용 증발기인 아이스링크 냉각관이 차례로 연결되고 그 내부로 냉각용 냉매가 순환되는 냉각용 냉매 라인과; 냉각용 냉매 누설을 방지하기 위한 브라인 쿨러가 연결되고 그 내부로 브라인이 순환되는 브라인 라인과; 취수관에 설치된 펌프에 의해 끌어올린 해양심층수가 공급되는 냉각 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The ice rink cooling system includes: a cooling refrigerant line in which an ice link cooling tube, which is a cooling compressor, a cooling condenser, a cooling expansion valve, and an cooling evaporator, is connected in sequence and a cooling refrigerant is circulated therein; A brine line to which a brine cooler is connected to prevent leakage of the cooling refrigerant and the brine is circulated therein; It is characterized by consisting of a cooling line supplied with deep sea water pulled up by a pump installed in the intake pipe.

여름철 등의 아이스링크 공조 시스템은 냉방 시 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 개방되는 밸브가 설치되고 직접냉방 열교환기를 경유하는 직접냉방 라인과; 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 개방되는 밸브가 설치되고 히트펌프의 응축기를 경유하여 배출 시 개방되는 밸브가 설치되는 히트펌프 냉방 라인과; 아이스링크 내 공조 대상에서 냉방에 이용된 환기와 외기의 혼합공기와 냉방용 열교환기에서 열교환된 냉수가 유입되며 펌프가 설치되는 냉수 유입라인과; 상기 냉수 유입라인으로부터 냉수가 유입되고 직접냉방 시 일측에 개방되는 밸브와 상기 직접냉방 열교환기를 경유하여 냉수 공급 시 개방되는 밸브가 각각 설치되는 제 1 냉수 순환라인과; 상기 냉수 유입라인으로부터 냉수가 유입되고 히트펌프 냉방 시 개방되는 밸브와 히트펌프 증발기를 경유하여 냉수 공급 시 개방되는 밸브가 각각 설치되는 제 2 냉수 순환라인과; 상기 제 1, 2 냉수 순환라인과 연결되어 열교환된 냉수를 아이스링크 내 공조 대상의 냉방에 이용되는 냉방용 열교환기로 공급하는 냉수 공급라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Ice rink air conditioning system, such as the summer season is a direct cooling line is installed through the direct cooling heat exchanger and the valve is installed in the case of deep sea water below 5 ℃ during cooling; A heat pump cooling line provided with an open valve in the case of the coastal low water or the deep sea water in the low latitude region of 5 ° C. or higher, and a valve that is opened when discharged through the heat pump condenser; A cold water inflow line in which cold water heat-exchanged in a heat exchanger for cooling and a heat exchanger and a mixture of ventilation and outside air used for air conditioning in an ice rink is introduced and a pump is installed; A first cold water circulation line in which cold water is introduced from the cold water inflow line, and a valve opened at one side during direct cooling and a valve opened at cold water supply via the direct cooling heat exchanger are respectively installed; A second cold water circulation line in which cold water is introduced from the cold water inflow line, and a valve which is opened when cooling the heat pump and a valve which is opened when supplying cold water through the heat pump evaporator is installed; It is characterized in that it comprises a cold water supply line for supplying the cold water heat exchanged in connection with the first and second cold water circulation line to the cooling heat exchanger used for cooling the air conditioning target in the ice rink.

또한 겨울철 등의 난방 시 상기 냉각용 응축기에서 배출된 해양심층수가 개방되는 밸브를 통과하고 유량을 조절하는 밸브와 개방되는 밸브가 설치되고 상기 냉각용 응축기에서 배출된 해양심층수가 난방용 증발기를 경유하여 배출시 개방되는 밸브가 설치되는 난방라인과; 아이스링크 내 공조 대상에서 난방에 이용된 환기와 외기의 혼합공기와 난방용 열교환기에서 열교환된 난방수가 유입되며 순환펌프가 설치되는 난방수 유입라인과; 상기 난방수 유입라인으로부터 난방수가 유입되고 히트펌프 난방 시 개방되는 밸브와 히트펌프 응축기를 경유하여 난방수 공급 시 개방되는 밸브가 각각 설치되고 열교환된 난방수를 아이스링크 내 공조 대상의 난방에 이용되는 난방용 열교환기로 공급하는 난방수 공급라인과; 아이스링크 내 공조 대상에 제습 시 제습용 열교환기와 제습용 냉동기가 설치되고; 아이스링크 내 공조 대상에 필요한 급탕을 공급하기 위해 개방되는 밸브가 설치되고 태양열 온수기가 설치되는 급탕 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, when heating in winter, such as the deep sea water discharged from the cooling condenser passes through the valve to open the valve to control the flow rate is installed and the deep sea water discharged from the cooling condenser is discharged through the heating evaporator Heating line is installed when the valve is opened; A heating water inflow line in which the heat exchanged heat is introduced from the heat exchanger and the mixed air of the ventilation and the outside air used for heating in the air conditioning target in the ice rink, and a circulation pump is installed; The heating water flows in from the heating water inflow line, and a valve which opens when the heat pump is heated and a valve that opens when the heating water is supplied through the heat pump condenser is installed, and the heat exchanged heating water is used to heat the air conditioning target in the ice rink. A heating water supply line for supplying the heating heat exchanger; A dehumidification heat exchanger and a dehumidification freezer are installed at the air conditioning target in the ice rink; It is characterized in that the valve is configured to include a hot water supply line is installed to supply the hot water required for the air conditioning target in the ice rink and the solar water heater is installed.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an ice rink cooling and air conditioning using deep sea water according to a second embodiment of the present invention. 3 is a block diagram illustrating a system, and FIG. 3 is a block diagram illustrating an ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water according to a third embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템은 아이스링크 냉각을 위해 해양심층수를 냉각시스템의 냉각용 응축기 열원으로 이용하고, 아이스링크 내 공조를 위해 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 낮은 온도로 인해서 아이스링크 내 공조 대상에 직접 냉방을 위한 열원으로 사용하고, 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 히트펌프 냉방 시 응축기 열원으로 사용하며, 또한 아이스링크 냉각용 냉각시스템의 응축기 배출수를 히트펌프 난방 시 증발기 열원으로 사용하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 구성하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the ice rink cooling and air conditioning system using the deep sea water according to the present invention uses the deep sea water as the condenser heat source for cooling the cooling system for cooling the ice rink, and 5 ° C. for the air conditioning in the ice rink. For deep sea water below, it is used as a heat source for direct cooling to the air-conditioning target in the ice rink due to low temperature.For deep sea water of 5 ° C or above, or deep sea water in low latitudes, it is used as a condenser heat source for cooling the heat pump. An ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water using the condenser discharged water of the cooling system for link cooling as an evaporator heat source when heating the heat pump is characterized in that it is configured.

상기 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템은, 크게 직접냉방라인(3), 히트펌프 냉방라인(4), 냉수 유입라인(5), 제 1 냉수 순환라인(6), 제 2 냉수 순환라인(7), 냉수 공급라인(8), 히트펌프(9), 난방라인(10), 냉각라인(11), 냉각용 냉매라인(12)을 포함하여 구성된다.Ice rink cooling and air conditioning system using the deep sea water, the direct cooling line (3), heat pump cooling line (4), cold water inlet line (5), the first cold water circulation line (6), the second cold water circulation line (7), cold water supply line (8), heat pump (9), heating line (10), cooling line (11), cooling refrigerant line (12).

상기 직접냉방 라인(3)은 직접냉방 열교환기(32), 냉수 유입라인(5), 순환펌프(51), 제 1 냉수 순환라인(6), 제 2 냉수 순환라인(7), 냉수 공급라인(8)이 차례로 연결되고, 상기 직접냉방라인(3)은 저온 해수 취수관(1)에 설치된 취수 펌프(2)에 의해 끌어올린 해양심층수가 공급되며, 아이스링크 공조 대상에 냉방 운전 시 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 개방되는 밸브(31)가 설치되고 직접냉방 열교환기(32)를 경유하게 된다. 상기 직접냉방 열교환기(32)는 5℃ 이하의 해양심층수를 이용하여 냉열을 얻게 된다.The direct cooling line (3) is a direct cooling heat exchanger (32), cold water inlet line (5), circulation pump (51), first cold water circulation line (6), second cold water circulation line (7), cold water supply line (8) is connected in turn, the direct cooling line (3) is supplied with deep sea water pulled up by the intake pump (2) installed in the low temperature seawater intake pipe (1), 5 ° C during cooling operation to the ice rink air conditioning target In the case of the deep sea water below, an opening valve 31 is installed and passes through the direct cooling heat exchanger 32. The direct cooling heat exchanger 32 obtains cooling heat by using deep sea water of 5 ° C or less.

상기 직접냉방라인(3)은 해양심층수를 취수하기 위해 설치된 취수관(1)에 별도의 배관이 연결되는 것이다.The direct cooling line (3) is a separate pipe is connected to the intake pipe (1) installed to take the deep sea water.

상기 히트펌프 냉방라인(4)은 아이스링크 공조 대상에 냉방 운전 시 5℃ 이상의 해양심층수의 경우 개방되는 밸브(41)가 설치되고 히트펌프 냉방 운전 시 히트펌프 응축기(91)를 경유하여 배출 시 개방되는 밸브(42)를 통해 배수된다.The heat pump cooling line 4 is installed at the ice link air conditioning target when the valve 41 is opened in the case of deep sea water of 5 ° C. or more during cooling operation, and is opened when discharged through the heat pump condenser 91 during the cooling operation of the heat pump. Is drained through the valve 42.

상기 냉수 유입라인(5)은 아이스링크 내 공조 대상에서 냉방에 이용된 환기(13)와 외기(14)의 혼합공기와 냉방용 열교환기(81)에서 열교환된 냉수가 유입되며, 순환펌프(51)가 설치되는 배관으로 구성된다. 냉수는 상기 냉수 유입라인(5)을 통해 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 직접냉방 열교환기(32)에서 해양심층수와 열교환하고, 5℃ 이상의 해양심층수의 경우 히트펌프 증발기(92)에서 냉매와 열교환하여 아이스링크 내 공조 대상의 냉방에 이용되는 냉방용 열교환기(81)로 냉수 공급라인(8)을 통해 공급된다.The cold water inflow line (5) is a cold air heat exchanged in the cooling air exchanger 81 and the mixed air of the ventilation 13 and the outside air 14 used for cooling in the air conditioning target in the ice rink, the circulation pump (51) ) Consists of pipes installed. Cold water heat exchanges with the deep sea water in the direct cooling heat exchanger 32 in the case of deep sea water of 5 ° C. or lower through the cold water inflow line 5, and heat exchange with the refrigerant in the heat pump evaporator 92 in the deep sea water of 5 ° C. or more. Then, it is supplied to the cooling heat exchanger 81 used for cooling the air conditioning target in the ice rink through the cold water supply line 8.

상기 제 1 냉수 순환라인(6)은 상기 냉수 유입라인(5)으로부터 냉수가 유입되고 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 직접 냉방 시 일측에 개방되는 밸브(61)를 통해 상기 직접냉방 열교환기(32)에서 해양심층수와 열교환하고, 열교환된 냉수는 공급 시 개방되는 밸브(62)를 통해 냉수 공급라인(8)로 공급된다.The first cold water circulation line (6) is the direct cooling heat exchanger (32) through a valve (61) which is open to one side when cold water is introduced from the cold water inlet line (5) and the deep sea water of less than 5 ℃ direct cooling Heat exchange with the deep sea water in the), the cold water is heat-exchanged is supplied to the cold water supply line (8) through a valve 62 that is open at the time of supply.

상기 제 2 냉수 순환라인(7)은 상기 냉수 유입라인(5)으로부터 냉수가 유입되고 5℃ 이상의 해양심층수의 경우 히트펌프 냉방 시 일측에 개방되는 밸브(71)를 통해 상기 히트펌프 증발기(92)에서 냉매와 열교환하고, 열교환된 냉수는 공급 시 개방되는 밸브(72)를 통해 냉수 공급라인(8)로 공급된다.The second cold water circulation line (7) is the heat pump evaporator (92) through the valve (71) which is open to one side when the cold water is introduced from the cold water inlet line (5) and in the case of deep sea water of 5 ° C or more heat pump cooling Heat exchanged with the refrigerant in the cold water, the heat exchanged cold water is supplied to the cold water supply line (8) through a valve 72 that is open at the time of supply.

상기 냉수 공급라인(8)은 상기 제 1, 2 냉수 순환라인과 연결되어 열교환된 냉수를 아이스링크 내 공조 대상의 냉방에 이용되는 냉방용 열교환기(81)로 공급된다.The cold water supply line 8 is connected to the first and second cold water circulation lines and is supplied to the cooling heat exchanger 81 used for cooling the air conditioning target in the ice rink.

상기 히트펌프(9)는 5℃ 이상의 해양심층수의 경우 아이스링크 내 공조 대상에서 히트펌프 냉방 시 냉수 유입라인(7)으로부터 유입된 냉수는 히트펌프 증발기(92)에서 냉매와 열교환하고, 아이스링크 내 공조 대상에서 난방 시 난방수 유입라인(105)으로부터 유입된 난방수는 히트펌프 응축기(91)에서 냉매와 열교환한다.In the case of deep sea water of 5 ° C. or more, the heat pump 9 is cooled in the ice water inlet line 7 when the heat pump is cooled in the air-conditioning target in the ice rink, and heat-exchanges with the refrigerant in the heat pump evaporator 92, and in the ice rink. The heating water introduced from the heating water inlet line 105 during heating in the air conditioning target exchanges heat with the refrigerant in the heat pump condenser 91.

상기 난방라인(10)은 냉각용 응축기(122)에서 배출된 해양심층수가 아이스링크 내 공조 대상에 난방 운전 시 개방되는 밸브(102)를 통과하고 유량조절밸브(103)에서 유량이 조절된 해양심층수는 개방되는 밸브(101)를 통해 히트펌프 증발기(92)를 경유하여 배출 시 개방되는 밸브(104)를 통해 배수되고, 아이스링크 내 공조 대상에서 난방에 이용된 환기(13)와 외기(14)의 혼합공기와 난방용 열교환기(16)에서 열교환된 난방수는 난방수 유입라인(105)을 통해 유입되고, 유입된 난방수는 순환펌프(106)에 의해 히트펌프 난방 시 개방되는 밸브(107)를 통과하여 히트펌프 응축기(91)를 경유하고, 난방수 공급 시 개방되는 밸브(108)을 통해 열교환된 난방수는 난방수 공급라인(109)를 통해 아이스링크 내 공조 대상의 난방에 이용될 난방용 열교환기(16)로 공급한다. The heating line 10 is the deep ocean water discharged from the cooling condenser 122 passes through the valve 102 which is opened during the heating operation to the air conditioning target in the ice rink and the deep sea water with the flow rate adjusted in the flow control valve 103 The drain is discharged through the valve 104 which is opened at the time of discharge via the heat pump evaporator 92 through the valve 101 to be opened, and the ventilation 13 and the outside air 14 used for heating in the air conditioning target in the ice rink. The heated water exchanged in the mixed air and the heat exchanger 16 for heating is introduced through the heating water inlet line 105, and the introduced heating water is opened when the heat pump is heated by the circulation pump 106. Heating water passing through the heat pump condenser 91 and heat-exchanged through the valve 108 opened when the heating water is supplied is used for heating of the air conditioning target in the ice rink through the heating water supply line 109. Supply to heat exchanger (16).

상기 냉각라인(11)은 아이스링크 냉각을 위해 냉각시스템의 냉각용 응축기(122)로 해양심층수가 냉각시 개방되는 밸브(111)에 의해 공급되고 배출 시 개방되는 밸브(102, 103)를 통해 배수된다.The cooling line 11 is supplied to the condenser 122 of the cooling system for cooling the ice rink and drained through the valves 102 and 103 which are supplied by the valve 111 which is opened upon cooling and opened upon discharge. do.

상기 냉각용 냉매라인(12)은 냉각용 압축기(121), 냉각용 응축기(122), 냉각용 팽창밸브(123), 아이스링크 냉각관(124)이 차례로 연결되고 그 내부로 냉각용 냉매가 순환되는 것으로, 각각은 배관으로 연결된다.The cooling refrigerant line 12 is connected to a cooling compressor 121, a cooling condenser 122, a cooling expansion valve 123, an ice rink cooling tube 124 in sequence and the cooling refrigerant circulates therein. In each case, the pipes are connected to each other.

특히, 해양심층수는 아이스링크 냉각 시 상기 냉각용 응축기(122)에서 냉각용 냉매를 응축시키는 열원으로 사용된다. 상기 냉각용 냉매는 R-22, R-134, R-410A 등의 HCFC계, HFC계 냉매 및 R-290, R-1270 등과 같은 자연 냉매 중에서 어느 하나를 활용한다. In particular, the deep sea water is used as a heat source for condensing the cooling refrigerant in the cooling condenser 122 during the ice rink cooling. The cooling refrigerant utilizes any one of HCFC-based, HFC-based refrigerants such as R-22, R-134, and R-410A, and natural refrigerants such as R-290 and R-1270.

아이스링크 내 공조 대상(19)에 제습을 위해 제습용 냉동기(17) 및 제습용 열교환기(18)가 설치된다.A dehumidifying freezer 17 and a dehumidifying heat exchanger 18 are installed to dehumidify the air conditioning target 19 in the ice rink.

아이스링크 내 공조 대상(19)에 냉방, 난방 시 상기 아이스링크 내 공조 대상에서 유입되는 환기(13)와 외기(14)가 혼합하여 상기 냉방용 열교환기(81) 혹은 난방용 열교환기(16)에서 냉수 혹은 난방수와 열교환하고, 열교환된 급기(15)는 아이스링크 내 공조 대상(19)으로 공급된다.When cooling and heating the air conditioning target 19 in the ice rink, the ventilation 13 and the outside air 14 introduced from the air conditioning target in the ice rink are mixed, so that the cooling heat exchanger 81 or the heating heat exchanger 16 Heat exchanged with cold or heating water, and the heat exchanged air supply 15 is supplied to the air conditioning target 19 in the ice rink.

한편, 본 발명은 도면에는 도시되어 있지 않지만 본 발명의 구성요소를 제어하기 위한 별도의 제어부가 구비되어 있다.On the other hand, although the present invention is not shown in the figure is provided with a separate control unit for controlling the components of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the ice rink cooling and air conditioning system using the deep sea water according to the present invention.

먼저 아이스링크 냉각의 경우 취수된 해양심층수를 냉각라인(11)으로 공급하여 냉각 시 개방되는 밸브(111)를 통과하고 냉각용 응축기(122)로 유입되어 상기 냉각용 응축기(122) 내 냉각용 냉매의 응축 열원으로 사용하고 배출 시 개방되는 밸브(102, 103)를 통해 배수되고, 냉각용 응축기(122)에서 응축된 냉매는 냉각용 팽창밸브(123)에서 저온 저압으로 바꾸어 아이스링크 냉각관(124)로 유입된다. 유입된 냉각용 냉매는 아이스링크 빙면을 냉각시키고 증발된 냉각용 냉매는 냉각용 압축기(121)에서 고온 고압으로 압축되어 상기 냉각용 응축기(122)로 유입된다. In the case of ice rink cooling, the deep sea water taken in is supplied to the cooling line 11, passes through the valve 111 that is opened during cooling, and flows into the cooling condenser 122 to cool the refrigerant in the cooling condenser 122. Used as a condensation heat source of the drain and is discharged through the valve (102, 103) that is open when discharged, the refrigerant condensed in the cooling condenser 122 is changed to a low temperature low pressure in the cooling expansion valve 123 for the ice link cooling pipe 124 Flows into). The introduced cooling refrigerant cools the ice rink ice surface, and the evaporated cooling refrigerant is compressed to a high temperature and high pressure in the cooling compressor 121 and flows into the cooling condenser 122.

또한, 아이스링크 내 공조 대상에 냉방 시 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 취수된 해양심층수를 직접냉방 라인(3)으로 공급하여 직접냉방 시 개방되는 밸브(31)를 통과하고 직접냉방 열교환기(32)로 유입되어 냉수와 열교환 후 배수시킨다. 아이스링크 내 공조 대상에 냉방 시 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 취수된 해양심층수를 히트펌프 냉방라인(4)로 공급하여 히트펌프 냉방 시 개방되는 밸브(41)를 통과하고 히트펌프 응축기(91)에서 냉매와 열교환 후 배출 시 개방되는 밸브(42)를 통해 배수된다. In addition, in the case of deep sea water of 5 ° C. or less when cooling the air conditioning target in the ice rink, the deep sea water taken out is supplied to the direct cooling line 3 to pass through the valve 31 which is opened during direct cooling, and the direct cooling heat exchanger 32 ) And drained after exchanged with cold water. When cooling the air conditioning target in the ice rink, the deep sea water of 5 ° C or higher deep sea water or the deep sea water of low latitude water is supplied to the heat pump cooling line 4 by supplying the deep sea water taken through the valve 41 which is opened when cooling the heat pump. After the heat exchange with the refrigerant in the pump condenser 91 is drained through a valve 42 which is opened when discharged.

그리고 아이스링크 내 공조 대상에서 냉방에 이용된 환기(13)와 외기(14)의 혼합공기와 냉방용 열교환기(81)에서 열교환된 냉수는 냉수 유입라인(5)을 통해 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 직접냉방 열교환기(32)에서 해양심층수와 열교환하고, 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 히트펌프 증발기(92)에서 냉매와 열교환하여 아이스링크 내 공조 대상의 냉방에 이용되는 냉방용 열교환기(81)로 냉수 공급라인(8)을 통해 공급된다. And the cold water heat exchanged in the cooling air heat exchanger (81) and the mixed air of the ventilation 13 and the outside air 14 used for cooling in the air conditioning target in the ice rink deep sea water of 5 ℃ or less through the cold water inlet line (5) In the case of the deep cooling water heat exchanger in the direct cooling heat exchanger (32), and in the case of deep sea water of less than 5 ℃ heat exchanger heat exchanger with the refrigerant in the heat pump evaporator (92) used for cooling the air conditioning target in the ice rink ( 81 through the cold water supply line (8).

한편 아이스링크 내 공조 대상에 난방열을 공급할 경우, 냉각용 응축기(122)에서 배출되어 난방 시 개방되는 밸브(102)를 통과하고 유량조절밸브(103)에서 유량이 조절된 해양심층수를 난방 시 개방되는 밸브(101)를 통해 난방라인(10)으로 공급하여 히트펌프 증발기(92)에서 히트펌프 증발기(92) 내 냉매의 증발열원으로 사용된다. On the other hand, when the heating heat is supplied to the air conditioning target in the ice rink, it is discharged from the cooling condenser 122 passes through the valve 102 which is open when heating, and the deep sea water with the flow rate controlled in the flow control valve 103 is opened when heating It is supplied to the heating line 10 through the valve 101 is used as a heat source for evaporation of the refrigerant in the heat pump evaporator 92 in the heat pump evaporator 92.

이와 같이, 상기 저온 해수를 이용한 아이스링크 냉각시스템을 통해 기존 아이스링크 냉각시스템에 사용되는 공랭식 응축기 및 증발식 응축기보다 낮은 해양심층수를 열원으로 이용함에 따라 냉각에 사용되는 에너지를 획기적으로 줄이고, 지속적으로 열을 공급할 수 있으며 냉각사이클 성능계수를 높이는 효과가 있다. As such, by using the deep sea water lower than the air-cooled condenser and evaporative condenser used in the existing ice-link cooling system as a heat source through the ice-link cooling system using the low temperature seawater, the energy used for cooling is drastically reduced and continuously. It can supply heat and increase the cooling cycle performance coefficient.

또한, 아이스링크 내 공조 대상을 냉방하기 위해 5℃ 이하의 해양심층수의 경우 낮은 온도로 인해서 아이스링크 내 공조 대상에 직접 냉방을 위한 열원으로 사용하고, 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수의 경우 히트펌프 냉방 시 응축기 열원으로 사용할 수 있어 기존 아이스링크 냉방용 공조시스템에 비해 냉방에 소요되는 에너지를 획기적으로 절감시키는 효과가 있다.In addition, in order to cool the air conditioning target in the ice rink, the deep sea water below 5 ° C is used as a heat source for direct cooling to the air conditioning target in the ice rink due to the low temperature. In the case of cooling the heat pump, it can be used as a condenser heat source, which significantly reduces the energy required for cooling compared to the existing air link cooling air conditioning system.

상기 해양심층수를 이용한 아이스링크 난방시스템을 통해 겨울 때 아이스링크 내 공조 대상에 난방열을 공급할 경우 아이스링크 냉각시스템의 냉각용 응축기에서 온도가 상승하여 배출된 해양심층수를 히트펌프 증발기의 증발 열원으로 이용함으로써 난방수와 히트펌프 증발기 열원으로 사용되는 해양심층수와의 온도차를 감소시켜 압축기 비가열 손실을 줄이고, 기존 공랭식 난방시스템에 사용되는 에너지를 획기적으로 줄이고, 혹한 지역에서도 지속적으로 난방열을 공급할 수 있으며 에너지 효율도 높일 수 있다. When the heating heat is supplied to the air conditioning targets in the ice rink in winter through the ice rink heating system using the deep sea water, the deep sea water discharged by increasing the temperature in the cooling condenser of the ice rink cooling system is used as the evaporation heat source of the heat pump evaporator. By reducing the temperature difference between the heating water and the deep ocean water used as the heat source of the heat pump evaporator, it can reduce the loss of compressor unheating, drastically reduce the energy used in the existing air-cooled heating system, and provide continuous heating heat even in the cold area. Can also increase.

도 2에 도시된 바와 같이, 아이스링크 냉각 시 냉각용 냉매는 냉각용 팽창밸브(123)에서 브라인 쿨러(201)로 공급되어 브라인을 냉각시키고, 냉각된 브라인은 브라인 라인(20)을 통해 아이스링크 냉각관(124)으로 공급되고, 냉각된 브라인은 아이스링크 빙면을 냉각시키고 브라인 쿨러(201)로 순환된다.As shown in FIG. 2, the cooling refrigerant is supplied to the brine cooler 201 from the expansion expansion valve 123 for cooling the ice rink to cool the brine, and the cooled brine is the ice rink through the brine line 20. The brine, which is supplied to the cooling tube 124, cools the ice rink ice surface and is circulated to the brine cooler 201.

본 발명의 제2 실시예에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템을 적용하여 아이스링크 냉각시 냉각용 냉매가스 누설에 따른 위험성을 줄이고, 냉각관 내로 냉동유 체류에 의한 효율 저하가 없으며, 냉각시스템이 정지하더라도 일정 시간 동안 아이스링크 빙면 온도를 유지할 수 있는 효과가 있다.By applying an ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water according to the second embodiment of the present invention, the risk of cooling refrigerant gas leakage during ice rink cooling is reduced, and there is no decrease in efficiency due to retention of the frozen oil into the cooling pipe. Even if the cooling system is stopped, the ice rink ice surface temperature can be maintained for a certain time.

한편, 본 발명의 제2 실시예는 브라인 라인, 브라인 쿨러를 제외한 나머지 구성들은 상기 제1 실시예의 구성과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the second embodiment of the present invention is the same as the configuration of the first embodiment except for the brine line and the brine cooler, so a detailed description thereof will be omitted.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템은 급탕용 고온수를 저장하기 위하여 축열조(211)가 설치되어 아이스링크 내 공조 대상에 급탕 공급 시 개방되는 밸브(212)에 의해 급탕용 고온수가 급탕 라인(21)으로 공급된다. 즉, 급탕 시 태양열 온수기 등과 연계하여 급탕용 고온수를 축열조(211)에 저장하였다가 필요시 급탕용 고온수를 아이스링크 내 공조 대상으로 유입되게 할 수 있다. As shown in FIG. 3, in the ice rink cooling and air conditioning system using the deep sea water according to the third embodiment of the present invention, a heat storage tank 211 is installed to store hot water for a hot water supply. The hot water for hot water supply is supplied to the hot water supply line 21 by the valve 212 which is opened at the time of supply. That is, the hot water for hot water supply may be stored in the heat storage tank 211 in association with the solar water heater during hot water supply, and if necessary, the hot water for hot water may be introduced into the air conditioning target in the ice rink.

이에 따라, 아이스링크 내 공조 대상에 필요한 급탕에 원활히 대응하고 안정적인 급탕수 확보가 가능하고, 난방 및 급탕을 위해 해양심층수 및 태양열 등의 자연에너지 사용으로 인해 기존 에너지원을 대체하고 CO2 저감 등의 효과가 있다. Accordingly, it is possible to smoothly respond to the hot water required for air conditioning targets in the ice rink and to secure stable hot water, and to replace existing energy sources and reduce CO 2 by using natural energy such as deep sea water and solar heat for heating and hot water supply. It works.

한편, 본 발명의 제3 실시예는 급탕 라인, 축열조를 제외한 나머지 구성들은 상기 제2 실시예의 구성과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, since the third embodiment of the present invention is the same as the configuration of the second embodiment except for the hot water supply line, the heat storage tank, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include examples of many such variations.

1 : 저온 해수 취수관 2 : 취수 펌프
3 : 직접냉방 라인 31 : 밸브 32 : 직접냉방 열교환기
4 : 히트펌프 냉방 라인 41 : 밸브 42 : 밸브
5 : 냉수 유입라인 51 : 냉수 순환펌프
6 : 제 1 냉수 순환라인 61 : 밸브 62 : 밸브
7 : 제 2 냉수 순환라인 71 : 밸브 72 : 밸브
8 : 냉수 공급라인 81 : 냉방용 열교환기
9 : 히트펌프 91 : 히트펌프 응축기 92 : 히트펌프 증발기
10 : 난방 라인 101 : 밸브 102 : 밸브 103 : 밸브 104 : 밸브
105 : 난방수 유입라인 106 : 순환펌프 107 : 밸브 108 : 밸브
109 : 난방수 공급라인
11 : 냉각 라인 111 : 밸브
12 : 냉각용 냉매라인 121 : 냉각용 압축기 122 : 냉각용 응축기
123 : 냉각용 팽창밸브 124 : 아이스링크 냉각관
13 : 환기 14 : 외기 15 : 급기 16 : 난방용 열교환기
17 : 제습용 냉동기 18 : 제습용 열교환기
19 : 아이스링크 공조 대상
20 : 브라인 라인 201 : 브라인 쿨러
21 : 급탕 라인 211 : 축열조 212 : 밸브1: low temperature seawater intake pipe 2: intake pump
3: direct cooling line 31: valve 32: direct cooling heat exchanger
4: heat pump cooling line 41: valve 42: valve
5: cold water inlet line 51: cold water circulation pump
6: first cold water circulation line 61: valve 62: valve
7 second cold water circulation line 71 valve 72 valve
8: cold water supply line 81: cooling heat exchanger
9 heat pump 91 heat pump condenser 92 heat pump evaporator
10 heating line 101 valve 102 valve 103 valve 104 valve
105: heating water inlet line 106: circulation pump 107: valve 108: valve
109: heating water supply line
11: cooling line 111: valve
12 cooling refrigerant line 121 cooling compressor 122 cooling condenser
123: expansion valve for cooling 124: ice rink cooling pipe
13: ventilation 14: outside air 15: air supply 16: heat exchanger for heating
17: dehumidification freezer 18: dehumidification heat exchanger
19: ice rink air conditioning target
20: brine line 201: brine cooler
21: hot water supply line 211: heat storage tank 212: valve

Claims (7)

냉각용 압축기(121), 냉각용 응축기(122), 냉각용 팽창밸브(123), 아이스링크 냉각관(124)이 차례로 연결되고 그 내부로 냉각용 냉매가 순환되는 냉각용 냉매 라인과(12)과;
취수관(1)에 설치된 펌프(2)에 의해 끌어올린 해양심층수가 공급되는 아이스링크 냉각 시 개방되는 밸브(111)가 설치되어 냉각용 응축기(122)로 연결되는 냉각라인(11)과;
취수관(1)에 설치된 펌프(2)에 의해 끌어올린 해양심층수가 공급되며, 아이스링크 내 공조 대상에 냉방 운전 시 해양심층수가 5℃ 이하일 때 개방되는 밸브(31)가 설치되고 직접냉방 열교환기(32)를 경유하는 직접냉방 라인(3)과;
아이스링크 내 공조 대상에 냉방 운전 시 5℃ 이상의 해양심층수의 경우 개방되는 밸브(41)가 설치되고 히트펌프의 응축기(91)를 경유하여 배출 시 개방되는 밸브(42)가 설치되는 히트펌프 냉방라인(4)과;
아이스링크 내 공조 대상에서 냉방에 이용된 환기(13)와 외기(14)의 혼합공기와 냉방용 열교환기(81)에서 열교환된 냉수가 유입되며 순환펌프(51)가 설치되는 냉수 유입라인(5)과;
상기 냉수 유입라인(5)으로부터 냉수가 유입되고 직접냉방 시 일측에 개방되는 밸브(61)와 상기 직접냉방 열교환기(32)를 경유하여 냉수 공급 시 개방되는 밸브(62)가 각각 설치되는 제 1 냉수 순환라인(6)과;
상기 냉수 유입라인(5)으로부터 냉수가 유입되고 히트펌프 냉방 시 개방되는 밸브(71)와 히트펌프 증발기(92)를 경유하여 냉수 공급 시 개방되는 밸브(72)가 각각 설치되는 제 2 냉수 순환라인(7)과;
상기 제 1, 2 냉수 순환라인과 연결되어 열교환된 냉수를 아이스링크 내 공조 대상의 냉방에 이용되는 냉방용 열교환기(81)로 공급하는 냉수 공급라인(8)이
설치되는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템.
A cooling refrigerant line 12 in which a cooling compressor 121, a cooling condenser 122, a cooling expansion valve 123, and an ice rink cooling pipe 124 are connected in sequence, and a cooling refrigerant is circulated therein; and;
A cooling line 11 installed at a cooling point of the ice rink to which the deep sea water drawn by the pump 2 installed in the intake pipe 1 is cooled and connected to the cooling condenser 122;
Deep sea water drawn up by the pump (2) installed in the intake pipe (1) is supplied, the valve 31 which is opened when the deep sea water is 5 ℃ or less during the cooling operation to the air conditioning target in the ice rink is installed and the direct cooling heat exchanger A direct cooling line (3) via (32);
Heat pump cooling line provided with a valve 41 which is opened in the case of deep sea water of 5 ° C or more during the cooling operation to the air conditioning target in the ice rink and a valve 42 that is opened when discharged via the condenser 91 of the heat pump. (4);
The cold water inflow line 5 into which the mixed air of the ventilation 13 and the outside air 14 used for cooling in the air conditioning target in the ice rink and the cold water heat exchanged in the cooling heat exchanger 81 are introduced, and a circulation pump 51 is installed. )and;
Cold water is introduced from the cold water inlet line 5 and the valve 61 which is opened at one side when the direct cooling is opened and the valve 62 which is opened when the cold water is supplied via the direct cooling heat exchanger 32 are respectively installed. Cold water circulation line 6;
The second cold water circulation line is provided with a cold water inflow line 5, the valve 71 which is opened when cooling the heat pump and the valve 72 which is opened when cold water is supplied via the heat pump evaporator 92 is installed. (7);
Cold water supply line (8) for supplying the cold water heat exchanged in connection with the first and second cold water circulation line to the cooling heat exchanger (81) used for cooling the air conditioning target in the ice rink
Ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water, characterized in that it is installed.
제1항에 있어서 난방 운전을 위해, 냉각용 응축기(122)에서 배출된 해양심층수가 개방되는 밸브(102)를 통과하고, 유량을 조절하는 밸브(103)와 개방되는 밸브(101)가 설치되고 상기 냉각용 응축기(122)에서 배출된 해양심층수가 히트펌프 증발기(92)를 경유하여 배출시 개방되는 밸브(104)가 설치되는 난방라인(10)이 설치되며;
아이스링크 내 공조 대상에서 난방에 이용된 환기(13)와 외기(14)의 혼합공기와 난방용 열교환기(16)에서 열교환된 난방수가 유입되며 순환펌프(106)가 설치되는 난방수 유입라인(105)이 설치되고;
상기 난방수 유입라인(105)으로부터 난방수가 유입되고 히트펌프 난방 시 개방되는 밸브(107)와 히트펌프 응축기(91)를 경유하여 난방수 공급 시 개방되는 밸브(108)가 각각 설치되고 열교환된 난방수를 아이스링크 내 공조 대상의 난방에 이용되는 난방용 열교환기(16)로 공급하는 난방수 공급라인이 설치되는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템.
According to claim 1, For the heating operation, the deep sea water discharged from the cooling condenser 122 passes through the valve 102 is opened, the valve 103 for adjusting the flow rate and the valve 101 is provided, A heating line (10) provided with a valve (104) for opening deep sea water discharged from the cooling condenser (122) via discharge of the heat pump evaporator (92);
Heated water inflow line 105 in which the mixed air of the ventilation 13 and the outside air 14 used for heating in the ice rink and the heat exchanged from the heat exchanger 16 for heating are introduced and the circulation pump 106 is installed. ) Is installed;
Heating water is introduced from the heating water inflow line 105 and a valve 107 which is opened when the heat pump is heated and a valve 108 which is opened when the heating water is supplied via the heat pump condenser 91 is installed and heat-exchanged, respectively. Ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water, characterized in that the heating water supply line for supplying water to the heating heat exchanger (16) used for heating the air conditioning target in the ice rink is installed.
제2항에 있어서 아이스링크 내 공조 대상에 제습 시, 제습용 열교환기(18)와 제습용 냉동기(17)가 설치되는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템.
The ice rink cooling and air conditioning system according to claim 2, wherein the dehumidification heat exchanger (18) and the dehumidification freezer (17) are installed when the air conditioning target is dehumidified.
제1항에 있어서, 브라인 쿨러(201)가 설치되어 아이스링크 냉각 시 냉각용 냉매는 냉각용 팽창밸브(123)에서 브라인 쿨러(201)로 공급되어 브라인을 냉각시키고, 냉각된 브라인은 브라인 라인(20)을 통해 아이스링크 냉각관(124)으로 공급되고, 냉각된 브라인은 아이스링크 바닥면을 냉각시키고 브라인 쿨러(201)로 순환되는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템.
The method of claim 1, wherein the brine cooler 201 is installed so that the cooling refrigerant is supplied to the brine cooler 201 from the expansion expansion valve 123 for cooling the ice rink to cool the brine, the cooled brine is a brine line ( The ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water, which is supplied to the ice rink cooling pipe 124 through 20) and the cooled brine cools the ice rink bottom surface and circulates to the brine cooler 201.
제2항에 있어서, 급탕용 고온수를 저장하기 위하여 축열조(211)가 설치되고, 아이스링크 내 공조 대상에 급탕 운전시 개방되는 밸브(212)가 설치되며 급탕용 고온수가 공급되는 급탕 라인(21)이 설치되는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템.
The hot water supply line 21 of claim 2, wherein a heat storage tank 211 is installed to store hot water for hot water supply, a valve 212 is installed at an air conditioning target in the ice rink, and a hot water supply line for supplying hot water for hot water supply is installed. ) Ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water, characterized in that is installed.
제3항에 있어서 아이스링크 내 공조대상(19)에 제습시 제습용 냉동기(17) 대신 아이스링크 냉각용 응축기(122)에서 배출되는 냉각용 냉매 일부를 팽창시켜 제습용 열교환기(18)로 공급하는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템.
The method according to claim 3, wherein a portion of the cooling refrigerant discharged from the ice link cooling condenser 122 is expanded to the dehumidification heat exchanger 18 instead of the dehumidifying freezer 17 when dehumidifying the air conditioning target 19 in the ice link. Ice rink cooling and air conditioning system using deep sea water, characterized in that.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서 히트펌프 냉방 시 히트펌프 증발기(92)의 열원으로 5℃ 이상의 연안 저층수 또는 저위도해역의 해양심층수를 이용하는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용한 아이스링크 냉각 및 공조 시스템.
The ice rink cooling according to any one of claims 1 to 6, wherein, when cooling the heat pump, offshore deep seawater of 5 ° C. or higher or deep sea water in a low latitude sea area is used as a heat source of the heat pump evaporator 92. And air conditioning system.
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