KR101285037B1

KR101285037B1 - 열에너지 이송 방식 공기순환 멀티 냉각 p.c.m 축냉 트럭

Info

Publication number: KR101285037B1
Application number: KR1020110072339A
Authority: KR
Inventors: 성 준 박
Original assignee: 박혜원
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-07-10
Also published as: KR20130011288A

Abstract

본 발명은 열에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M 축냉 트럭에 관한 것으로, 저렴한 심야전력을 이용, 지상에 설치되어 있는 AC냉동기를 가동하여 직팽식으로 냉매가스(gas)를 냉동기와 연결된 지상 축냉조 내부의 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 브라인(Brine)을 냉각하고, 축냉조 내부에는 냉각된 브라인 이 순환하며 저온 열에너지를 이송할 수 있도록 탈부착이 가능한 커넥터(Connector)가 구비된 유입배출(Fill and Draw) 이송관을 설치하고, 냉장/냉동탑차 내부에 설치된 저온 잠열 P.C.M(Phase change material)이 저장되어 있는 축냉판 내부의 브라인 열교환기의 브라인 유입배출 이송관과 연결시켜 지상 축냉조에 설치되어 있는 AC 순환펌프를 가동하여 냉각된 지상 축냉조 내부의 브라인(Brine)을 유입배출(Fill and Draw) 이송관으로 연결된 냉장/냉동탑차 내부에 설치된 축냉판 내부의 브라인 열교환기에 순환 시켜 축냉판 내부의 저온 잠열 PCM(phase change material)과의 열교환을 통해 저온 열에너지를 축냉 시키게 된다. 축냉 완료 후에는 유입배출 이송관의 커넥터를 분리 하여, 축냉탑차 에는 별도의 냉동기기 가 설치되어 있지 않은 상태에서 열이송 저장된 저온 잠열 P.C.M의 축냉 에너지만을 가지고 탑차 내부의 원하는 온도를 주간 운행 중 유지 할 수 있게 된다. 또한, 차량 운행 중 P.C.M에 축냉된 저온열에너지의 효율적인 사용을 위해 축냉판 내부에 설치된 열전도도가 높은 구리(Cu),알루미늄(Al)등 의 금속재질로 제조된 공기순환 열교환관 내부로 송풍기에 의해 적재함 내부의 공기가 순환하며 차가워 질수 있도록 공기흡입구 와 공기배출구를 연결되게 설치함에 있어, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 P.C.M 축냉판 내부를 관통하는 공기순환 열교환관을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉판 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부의 온도를 유지시키는 열에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M 축냉 트럭에 관한 것이다.

냉장·냉동차, AC 냉동기, 지상 축냉조, 축냉판, 이송관, 열교환코일, 3way 밸브, 공기순환 열교환관, 저온잠열PCM, 드라이아이스, 브라인(brine)송풍기, 순환펌프(pump)

Description

열에너지 이송 방식 공기순환 멀티 냉각 P.C.M 축냉 트럭{Heat transfer type air circular multi cooling P.C.M heat storage truck.}

본 발명은 열에너지 이송 방식 공기순환 멀티 냉각 P.C.M 축냉 트럭에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저렴한 심야전력을 이용, 지상에 설치되어 있는 AC냉동기를 가동하여 직팽식으로 냉매가스(gas)를 냉동기와 연결된 지상 축냉조 내부의 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 브라인(Brine)을 냉각하고, 축냉조 내부에는 냉각된 브라인 이 순환하며 저온 열에너지를 이송할 수 있도록 탈부착이 가능한 커넥터(Connector)가 구비된 유입배출(Fill and Draw) 이송관을 설치하고, 냉장/냉동탑차 내부에 설치된 저온 잠열 P.C.M(Phase change material)이 저장되어 있는 축냉판 내부의 브라인 열교환기의 브라인 유입배출 이송관과 연결시켜 지상 축냉조에 설치되어 있는 AC 순환펌프를 가동하여 냉각된 지상 축냉조 내부의 브라인(Brine)을 유입배출(Fill and Draw) 이송관으로 연결된 냉장/냉동탑차 내부에 설치된 축냉판 내부의 브라인 열교환기에 순환 시켜 축냉판 내부의 저온 잠열 PCM(phase change material)과의 열교환을 통해 저온 열에너지를 축냉 시키게 된다. 축냉 완료 후에는 유입배출 이송관의 커넥터를 분리 하여, 축냉탑차 에는 별도의 냉동기기 가 설치되어 있지 않은 상태에서 열이송·저장된 저온 잠열 P.C.M의 축냉 에너지만을 가지고 탑차 내부의 원하는 온도를 주간 운행 중 유지 할 수 있게 된다. 또한, 차량 운행 중 P.C.M에 축냉된 저온열에너지의 효율적인 사용을 위해 축냉판 내부에 설치된 브라인(Brine)순환 열교환코일에 적재함 내부의 더운 공기가 순환하며 차가워 질수 있도록 공기 흡입구 와 공기 배출구를 연결되게 설치함에 있어, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 브라인(Brine)순환 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 P.C.M 축냉판 양쪽 측면과 적재함 사이 공기순환 통로에 설치된 브라인(Brine)순환 열교환 코일 을 통과하며, 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉판 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부의 온도를 유지시키는 방식으로써 차량에 냉동기 시스템을 설치하지 않고, 냉장·냉동보관용 물류제품을 신선하게 보관 및 운반함으로써, 별도의 냉동기를 작동시키기 위해 소비되는 유류 및 CO²를 절감하고, 축냉 트럭의 고정하중을 줄여 줆으로써 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 열에너지 이송 방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M 축냉 트럭의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 냉장·냉동차는 적재함 내에 저온을 생성, 유지시키기 위하여 유류로 구동되는 메인엔진(Main engine) 또는 서브엔진(Sub engine)냉동기를 사용하고 있다. 그러나 상기 엔진구동형 냉동기는 운송수단의 주행 시 얻어지는 동력 또 는 유류를 이용하고 있어 차량 유지비용 상승이 발생하고 있으며, 주·정차 시 엔진가동을 하지 않았을 경우 냉장·냉동 기능이 정지 되어 적재함 내의 온도가 급격히 상승하여 보관중인 제품의 품질 저하 및 각종 세균번식의 위험이 발생하게 되는 등 안전상의 문제가 있고, 통상적인 축냉시스템을 이용한 축냉식 냉장·냉동트럭은 상변환물질(Phase change material)인 잠열(Latent heat) 축열재를 축냉모듈에 저장한 후 병렬방식으로 여러개로 축냉판을 형성하여 적재함 천장에 부착 한 후 차량 하부에 설치된 AC 냉동기를 심야전력 및 일반전력을 사용하여 약 8-10시간 가동하여 차량 적재함 상부에 부착된 축냉판에 저장된 저온 잠열 PCM(Phase change material)을 동결 시킨 후, 자연 방냉 시켜 적재함 내부의 온도를 낮추는 방식으로 냉동기 가동 없이 냉장·냉동트럭을 약 8-10시간 운행 할 수 있다.

하지만, 이러한 방식은 차량에 냉동기 시스템이 부착되어 있어 고정 하중이 발생 하며, 저온 잠열 PCM(Phase change material) 모듈이 병렬로 천장에 부착된 축냉판에서 결로현상이 발생하여 적재물 훼손 등의 문제점이 발생하고 있고, 또한, 운행 중 축냉판의 무게에 따른 적재함의 무게 중심이 상부로 이동함에 따라, 굽은 길에서 전복의 위험성이 높아 지게 된다. 축냉시스템을 냉장·냉동탑차에 적용한 것으로 대표적인 것은 [문헌 1]을 예로 들 수 있다.

이를 간략하게 살펴보면 전기료가 저렴한 심야전력을 통해 냉각수단을 가동하여 잠열 축열재를 미리 축냉 하고 있다가 냉장·냉동탑차가 물류창고 등에 도착하면 저장수단에서 적재함에 설치된 축냉 수단으로 저온 열에너지를 이송시켜 대기와의 열교환을 통한 자연 대류방식으로 상기 적재함의 내부를 냉장·냉동 하고 있 다.

이러한 [문헌 1]은 전기료가 저렴한 심야전력을 이용하여 적재함의 내부를 냉장·냉동함으로써, 엔진구동형 냉방구조를 이용하여 냉장·냉동하는 것에 비해 유류비용이 절감되고, 유해가스의 배출을 감소시킬 수 있다.

[문헌 1] KR 10-0907338 2009.06.19

그러나, 상기 [문헌 1]은 단순히 자연방냉 되는 축냉에너지를 송풍기를 통해 배출시키는 방식으로 상변화를 거치며 축냉된 잠열 축열재가 적재함 내부 대기와 지속적으로 열교환을 함으로서 불필요한 저온 열에너지의 소진이 발생하여, 냉장·냉동트럭 운행가능시간이 감소하는 단점이 있다. 또한, 천정 및 전면에 부착된 축냉 모듈 표면에 성애가 발생하여 발생된 성애가 적재함 내부 공기와의 열교환을 차단하는 단열효과를 발휘 하여 열교환 효율이 떨어지는 문제점이 발생 하고 있으며, 또한 기존 축냉 모듈에 저장된 저온잠열PCM(Phase change material)의 경우 차량 운행 시간이 길어져 축냉에너지가 부족한 경우에는 적재함 내부에 원하는 온도를 유지 하지 못하게 되어, 반드시 차량을 차고지에 정차 후 여러 시간 동안 AC냉동기를 가동 시켜야만 되는 문제점 등이 발생하여 차량 운행효율 저하 및 냉장·냉동 기능의 저하에 따른 저장 물품의 신선도 유지에 악영향을 미치고 있다.

따라서, 본 발명은 단순히 자연방냉 되는 축냉에너지를 송풍하는 방식에 대한 문제를 해결하고, 축냉모듈과 외부와의 지속적인 열교환을 통한 열손실 문제 및 축냉 모듈에 성애가 발생하여 적재함 내부 공기와의 열교환 효율이 떨어지는 문제점을 해결하고, 기존 축냉 모듈에 저장된 저온잠열PCM(Phase change material)의 경우 차량 운행 시간이 길어져 축냉에너지가 부족한 경우에는 적재함 내부에 원하는 온도를 유지 하지 못하게 되어, 반드시 차량을 차고지에 정차 후 여러 시간 동안 AC냉동기를 가동 시켜야만 되는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 심야시간에 지상 AC냉동기를 가동하여 지상 축냉조 내부의 브라인(Brine)을 냉각함에 있어, 브라인(Brine)을 커넥터가 구비된 이송관을 사용하여 냉장·냉동 트럭 적재함 내부 저온잠열 P.C.M이 저장된 축냉판 내부의 브라인 순환 열교환기의 유입배출(Fill and Draw) 배관과 연결하고, 지상 축냉조에 설치된 AC순환펌프(Pump)를 사용하여 지상 축냉조 내부의 브라인과 차상 축냉판 내부의 브라인을 순환 냉각시켜, 지상 AC냉동기에서 발생하는 저온열에너지를 브라인(Brine)을 매개체로 하여 차상 축냉판 내부의 저온잠열 P.C.M과 열교환을 통해 축냉하게 된다. 지상 축냉조에 설치된 AC냉동기에서 발생되는 저온열에너지를 브라인(Brine)을 매개체로 하여 AC순환펌프(Pump)를 사용한 열교환을 통해 차상 축냉판의 P.C.M이 축냉을 마친 후에는 연결된 이송관의 커넥터을 분리한다. 차량 운행 시 에는 저온 잠열PCM(Phase change material) 내부로 외부 공기를 강제 순환시켜 불필요한 저온 열에너지 의 손실 없이 장시간 냉장·냉동 트럭을 운행 할 수 있도록, 축냉판 내부의 저온 잠열P.C.M(Phase change material)과 적재함 내부의 공기가 서로 열교환을 하여 적내함 내부의 공기가 냉각 될 수 있도록 축냉판 내부에 공기 흡입구 와 공기 배출구가 연결되게 공기순환 통로를 설치함에 있어, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 브라인(Brine)순환 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 P.C.M 축냉판 양쪽 측면과 적재함 사이 공기순환 통로에 설치된 브라인(Brine)순환 열교환 코일 을 통과하며, 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉판 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍하는 방식을 사용하여 적재함 내부의 온도를 냉각시키는 열에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M 축냉 트럭의 구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 통상적인 축냉 모듈을 적재함에 부착하여 자연방냉 되는 축냉에너지를 송풍기를 통해 배출하는 방식의 축냉 시스템에 있어, 축냉 모듈(Module)에서 방출되는 냉기를 사용하는 방식을 바꾸어, 적재함 전면에 부착된 축냉판 내부로 외부 공기가 순환 하며 흡입, 배출될 수 있도록 축냉판 양 측면과 적재함 사이에 공기순환 통로를 설치하고, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 브라인(Brine)순환 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 축냉판 양측면 공기순환 통로에 설치된 브라인(Brine)순환 열교환 코일을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉판 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍하는 방식을 사용하여 열 손실을 줄이고, 축냉 된 저온 열에너지를 효율적으로 사용함으로써 오랜 시간동안 적재함 내부를 원하는 온도로 유지시키는 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존 P.C.M을 다수의 모듈(Module)에 저장하여 천정 등에 부착 하여 사용하는 방식을 바꾸어, 저온잠열 P.C.M을 하나의 단열처리된 축냉판 내부에 저장하여 외부 공기와 불필요한 열교환을 통한 저온 열에너지의 손실을 방지하기 위한 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존 냉장·냉동 차량 운행 중 고내온도를 유지하기 위하여 다수의 축냉 모듈에 저장된 저온잠열PCM(Phase change material)의 축냉 에너지만을 사용하는 방식을 바꾸어, 차량 운행 시간이 길어져 축냉에너지가 부족한 경우 축냉판 내부에 저온 잠열량이 큰 드라이아이스(dry ice)를 투입하여 P.C.M과 열교환을 통해 저온잠열 에너지를 보충할 수 있는 구조를 제공 하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 심야시간에 지상 AC냉동기를 가동하여 지상 축냉조 내부의 브라인(Brine)을 냉각함에 있어, 브라인(Brain)을 커넥터가 구비된 이송관을 사용하여 냉장·냉동 트럭 적재함 내부 저온잠열 P.C.M이 저장된 축냉판 내부의 브라인 순환 열교환기의 유입배출(Fill and Draw) 배관과 연결하고, 지상 축냉조에 설치된 AC순환펌프(Pump)를 사용하여 지상 축냉조 내부의 브라인과 차상 축냉판 내부의 브라인을 순환 냉각시켜, 지상 AC냉동기에서 발생하는 저온열에너지를 브라인(Brine)을 매개체로 AC순환펌프(Pump)를 사용하여 차상 축냉판 내부의 저온잠열 P.C.M과 열교환을 통해 축냉시키게 된다. 차상 축냉판의 P.C.M이 축냉을 마친 후에는 연결된 이송관의 커넥터을 분리하여 열이송 축냉을 완료 한다. 차량 운행 시 에는 저온 잠열PCM(Phase change material) 내부로 외부 공기를 강제 순환시켜 불필요한 저온 열에너지 의 손실 없이 장시간 냉장·냉동 트럭을 운행 할 수 있도록, 축냉판 내부의 저온 잠열P.C.M(Phase change material)과 적재함 내부의 공기가 서로 열교환을 하여 적내함 내부의 공기가 냉각 될 수 있도록 축냉판 내부에 공기 흡입구 와 공기 배출구가 연결되게 공기순환 통로를 설치함에 있어, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀이 부착된 브라인(Brine)순환 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 축냉판 양측면과 적재함 사이에 공기순환 통로에 설치된 전열핀이 부착된 브라인(Brine)순환 열교환코일을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉판 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍하는 방식을 사용하여 적재함 내부의 온도를 냉각시키는 구조로 기존 저온 잠열재가 충전된 다수의 축냉모듈에서 자연 방냉되는 냉기를 송풍기를 사용하여 배출하는 방식을 바꾸어, 단열처리된 축냉판 외부로 성애를 발생시키지 않고, 열 손실을 줄여 오랜 시간동안 적재함 내부를 원하는 온도로 유지시키며, 축냉판의 부착위치를 적재함의 천정에서 전면부로 변경 하여, 결로 발생 시 물류제품의 훼손 을 방지하고, 설치 작업 효율을 향상시키고, 차량 운행 시간이 길어져 축냉판에 저장된 P.C.M의 축냉에너지가 부족한 경우 저온 잠열량이 큰 드라이아이스(dry ice)를 축냉판 내부로 투입하여 저온 잠열을 보충 할 수 있는 구조를 제공하여 축냉 트럭 운행 가능시간을 연장시켜, 보급을 확대하고 냉동기를 작동시키기 위해 소비되는 유류 및 전력과 CO²를 절감시키고, 차량에 냉동기시스템을 부착하지 않아 고정하중을 줄여 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 저렴한 심야전력을 사용하여 지상 AC냉동기를 가동하여 팽창밸브에서 배출되는 냉매가스(gas)를 냉동기와 연결된 축냉조 내부의 가스 열교환기에 순환 시켜 지상 축냉조 내부의 브라인(Brine)을 냉각함에 있어, 브라인(Brine)을 커넥터가 구비된 이송관을 사용하여 냉장·냉동 트럭 적재함 내부 저온 잠열 P.C.M이 저장된 축냉판 내부의 브라인 순환 열교환기의 유입배출(Fill and Draw) 배관과 연결하고, 지상 축냉조에 설치된 AC순환펌프(Pump)를 사용하여 지상 축냉조 내부의 브라인과 차상 축냉판 내부의 브라인을 순환 냉각시켜, 지상 AC냉동기에서 발생하는 저온열에너지를 브라인(Brine)을 매개체로 AC순환펌프(Pump)를 사용하여 차상 축냉판 내부의 저온잠열 P.C.M과 열교환을 통해 축냉시키게 된다. 차상 축냉판에 저장된 P.C.M이 상변화 과정을 거쳐 잠열을 저장, 축냉을 마친 후에는 연결된 이송관의 커넥터을 분리하여 열이송 축냉을 완료 한다. 차량 운행 시 에는 저온 잠열PCM(Phase change material) 내부로 외부 공기를 강제 순환시켜 불필요한 저온 열에너지 의 손실 없이 장시간 냉장·냉동 트럭을 운행함에 있어, 축냉판 내부의 충냉된 저온 잠열P.C.M(Phase change material)과 적재함 내부의 공기가 서로 열교환을 하여 적재함 내부의 공기가 냉각될 수 있도록 축냉판 내부에 공기 흡입구 와 공기 배출구가 연결되게 공기순환 통로를 설치함에 있어, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 축냉된 P.C.M과 열교환을 통해 냉각된 브라인이 순환하는 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 P.C.M 축냉판 양측면과 적재함 벽면 사이의 공기순환 통로에 설치된 전열핀으로 구성된 브라인 순환 열교환 코일을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉판 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍하는 방식을 사용하여 적재함 내부의 온도를 냉각시키는데 있어서, 지상 축냉조 및 차상 축냉판 외부에 단열처리를 통하여 불필요한 대기와의 열교환을 통한 열 손실을 줄임으로써 열효율을 높이고, 축냉조 및 축냉판 외부로 성애가 발생하는 것을 방지하게 된다. 또한, 축냉판를 적재함 내부 전면부에 설치함으로써, 결로현상 발생으로 인한 적재함 내부의 물류제품 훼손을 예방하고, 작업시간 단축 및 외관상 미려한 효과가 있으며, 축냉판 내부에 저온 잠열량이 큰 드라이아이스(dry ice)를 보충 할 수 있는 구조로 되어 있어, 차량 운행 중 축냉된 P.C.M의 저온에너지가 부족하여 적재함 내부를 원하는 온도로 냉각 시킬 수 없을 시 간편하게 P.C.M의 잠열을 충전할 수 있게 되어 차량 운행 가능시간을 연장시킬 수 있는 효과가 발생 하여 적재함 내부에 적재된 제품을 냉동기 가동 없이 12시간 이상 신선하게 보관 및 운반이 가능 하게 된다.

나아가, 냉동기기 작동을 위한 유류 및 CO² 절감이 가능하게 됨과 동시에 차량에 냉동시스템이 부착 되어 있지 않아 운행 중 냉동시스템 고장으로 인한 적재물 훼손 및 운행시간 단축으로 인한 손해를 예방하고, 차량의 고정하중을 줄여 운행 효율을 높일 수 있게 되며, 냉장·냉동 제품 보관 및 운반 시 발생하는 적정 온도 유지 문제를 해결할 수 있게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M(16) 축냉 트럭 시스템이 개략적으로 도시된 단면도.

도 2 은 본 발명에 따른 P.C.M(phase change material)(16)이 저장된 차상 축냉판(9)의 형태가 도시된 사시도.

도 3 은 본 발명에 따른 차상 축냉판(9)에 설치된 DC 순환펌프(15)와 연결된 전열핀이 부착된 브라인(Brine)순환 열교환 코일(11)의 설치 상태가 도시된 배관도.

도 4 은 본 발명에 따른 차상 축냉판(9)에 설치된 열교환 코일(11)의 형태가 도시된 단면도.

도 5 은 본 발명에 따른 차상 축냉판(9)에 저장된 P.C.M(phase change material)(16)의 열교환 시스템 계통도.

즉, 본 발명은 유류나 주간전력을 이용하지 않고, 전력요금이 저렴한 심야전력을 사용하여 온도제어 컨트롤박스가 포함된 지상 AC냉동기(1)를 가동하여 팽창밸브(2)에서 배출되는 냉매가스(gas)를 냉동기(1)와 연결된 축냉조(4) 내부의 냉매가스(gas) 열교환기(3)에 순환 시켜 지상 축냉조(4) 내부의 브라인(Brine)(5)을 냉각함에 있어, 브라인(Brine)(5)을 커넥터(connector)(7)가 구비된 이송관(6)을 사용하여 냉장·냉동 트럭 적재함 내부 저온잠열 P.C.M(16)이 저장된 축냉판(9) 내부의 브라인 순환 열교환기(10)의 유입배출(Fill and Draw) 배관과 연결하고, 지상 축냉조(4)에 설치된 AC순환펌프(Pump)(8)를 사용하여 지상 축냉조(4) 내부의 브라인(5)과 차상 축냉판(9) 내부의 브라인(5)을 순환 냉각시켜, 지상 AC냉동기(1)에서 발생하는 저온열에너지를 브라인(Brine)(5)을 매개체로 차상 축냉판(9) 내부의 저온잠열 P.C.M(16)과 열교환을 통해 축냉시키게 된다. 이때 브라인(5) 이송관(6)에 3way밸브(13)를 설치하여 지상 축냉조(4)와 차상 축냉판(9) 내부의 브라인(5) 순환을 제어하게 되며, 차상 축냉판(9)에 저장된 P.C.M(16)이 상변화 과정을 거쳐 잠열을 저장, 축냉을 마친 후에는 연결된 이송관(6)의 커넥터(connector)(7)을 분리하여 열이송 축냉을 완료 한다. 차량 운행 시 에는 저온 잠열PCM(Phase change material)(16)내부로 외부 공기를 강제 순환시켜 불필요한 저온 열에너지의 손실 없이 장시간 냉장·냉동 트럭을 운행함에 있어, 축냉판(9) 내부의 축냉된 저온 잠열P.C.M(Phase change material)(16)과 적재함 내부의 공기가 서로 열교환을 하여 적재함 내부의 공기가 냉각 될 수 있도록 축냉판 하부에 공기 흡입구(18)를 축냉판 상부에 공기 배출구(19)와 연결되게 공기순환 통로(12)을 설치함에 있어, 공기흡입구(18)에 적재함 내부의 공기와 P.C.M(16)에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적 및 열교환 효율을 증대시키기 위해 축냉판(9) 상부에 설치된 DC 순환펌프(pump)(15)를 사용하여 축냉된 P.C.M(17)과 열교환을 통해 냉각된 브라인(5)이 순환하는 브라인 순환 열교환관(10)과 연결된 전열핀으로 구성된 브라인(Brine)순환 열교환 코일(11)을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 축냉판(9) 양측면과 적재함 벽면 사이의 공기순환통로(12)에 설치된 전열핀으로 구성된 브라인(Brine)순환 열교환 코일(11)을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉판(9) 상부에 온도 제어 콘트롤러 와 연결된 DC 송풍기(14)를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기(14)의 공기 배출구(19)를 통해 냉각된 공기를 송풍하여 적재함 내부의 적정온도를 유지시키는데 있어서, 지상 축냉조(4) 및 차상 축냉판(9) 외부에 단열판넬을 설치하여 불필요한 대기와의 열교환을 통한 열 손실을 줄여 열효율을 높이고, 축냉조(4) 및 축냉판(9) 외부로 성애가 발생하는 것을 방지하게 된다. 또한 축냉판(9)를 적재함 내부 전면부에 설치함으로써 결로현상 발생으로 인한 적재함 내부의 물류제품 훼손을 예방하고, 작업시간 단축 및 외관상 미려한 효과가 있으며, 축냉판(9) 내부에 열전달률이 높은 구리(Cu),알루미늄(Al)등의 재질로 제작된 상부가 뚫려 있는 직사각형 또는 원통형의 케이스(Case)(17a)가 설치되어 있어 -78.9℃에 137.3kcal/kg의 저온 잠열량을 가지는 드라이아이스(dry ice)(17)를 투입 할 수 있는 구조로 되어 있어, 차량 운행 중 축냉된 P.C.M(16)의 저온에너지가 부족하여 적재함 내부를 원하는 온도로 냉각 시킬 수 없을 시 간편하게 P.C.M(16)의 잠열을 충전할 수 있게 되어 차량 운행 가능시간을 연장시킬 수 있다.
이렇게 전기요금이 저렴한 심야시간에 지상 축냉조에 부착된 AC냉동기(1)를 약 8시간∼10시간 동안 가동하여 지상 축냉조(4)와 차상 축냉판(9)을 순환하는 냉각된 브라인(Brine)(5)의 열이송을 통해 차상 축냉판(9) 에 저장된 저온 잠열 P.C.M(phase change material)(16)을 상변화시켜 저온 잠열을 축냉 완료 후 주간에 브라인(5) 이송용 커넥터(connector)(7)를 분리한다. 차량 운행 시 냉동기가 부착되지 않은 차량의 적재함 내부를 10시간 이상 동안 적재함 내부의 공기와 저온잠열 P.C.M(phase change material)(16)을 열교환 시켜 원하는 온도 범위를 유지 하게 되는 것이다.

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도 5 은 본 발명에 따른 차상 축냉판(9)에 저장된 P.C.M(phase change material)(16 )의 열교환 시스템 계통도.

도 6 은 본 발명에 따른 열에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M 축냉 트럭에 차상 축냉판(9) 설치 형태가 도시된 단면도 .

도 7 은 본 발명에 따른 열에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M 축냉 트럭의 10시간 운행 중 적재함 내부 온도유지 그래프.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1. AC 냉동기 2. 팽창밸브

3. 냉매가스 열교환기 4. 축냉조

5. 브라인(Brine) 6. 이송관

7. 커넥터(Connector) 8. AC 순환펌프

9. 축냉판 10. 브라인순환 열교환관

11. 열교환 코일(Coil) 12. 공기순환통로

13. 3way밸브 14. 송풍기

15. DC순환펌브 16. P.C.M(Phase Change Material)

17. 드라이아이스(dry ice) 17a. 드라이아이스 케이스(Case)

18. 공기 흡입구 19. 공기 배출구

Claims

AC 전력을 공급받아 가동되는 냉동기(Refrigerator)(1)에 의해 냉각되는 지상 축냉조(4) 내부의 브라인(Brine)(5) 및 커넥터(Connector)(7)가 설치된 이송관(6)으로 연결되어 순환 냉각되는 차상 축냉판(9) 내부의 브라인(Brine)(5)과의 열교환을 통해 상변화를 거쳐 축냉 되는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(16)이 내장되어 있는 차상 축냉판(9) 으로부터, 차량 운행 중 축냉 된 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(16)과 적재함 내부의 공기의 열교환을 통해 적재함 내부 온도를 일정하게 유지하는 시스템 구성에 있어서,

상기 AC냉동기(1)와 연결되어 있는 냉매가스(gas) 열교환관(3)과 브라인(Brine)(5)이 내장되어 있고, 차상 축냉판(9) 내부의 브라인 순환 열교환관(10) 과 연결되는 브라인(Brine)(5)의 유입배출(Fill and Draw) 배관이 설치되어 있으며, 배출 배관에는 3way밸브(13)가 설치되어 있고, 배출 배관과 연결되어 있는 이송관(6)에는 커넥터(connector)(7)가 설치 되어 브라인(Brine)(5)순환을 제어 하고, 냉각되는 브라인(Brine)(5)을 순환 시키는 AC순환펌프(Pump)(8)가 부착된 지상 축냉조(4) 와;

상기 유입배출(Fill and Draw) 배관에 연결되어 냉각되는 브라인(Brine)(5)이 이송되어 순환하는 브라인(Brine)순환 열교환관(10)이 내장되어 있고, 순환하는 브라인(Brine)(5)과 열교환하며 상변화를 통해 축냉되는 P.C.M(Phase Change Material)(16)이 내장되어 있는 차상 축냉판(9) 과;

상기 차상 축냉판(9) 양측면과 적재함 벽면사이에 상,하부가 뚫려 있는 직사각형태의 공기순환통로 (12) 와;

상기 차상 축냉판(9) 내부에 설치 되어 있는 브라인(Brine)순환 열교환관(10) 과 연결되어 차상 축냉판 하부 공기흡입구(18)와 양측면 공기순환통로(12)에 설치된 전열 면적을 높이기 위한 전열핀이 부착된 브라인(Brine)순환 열교환 코일(Coil)(11)과;

상기 차상 축냉판(9) 상부에 설치 되어 브라인(Brine)순환 열교환관(10)과 브라인(Brine)순환 열교환 코일(Coil)(11)내부로 축냉된 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)(16)과 열교환 되어 냉각된 브라인(5)을 순환 시키는 DC 순환펌프(Pump)(15)와;

상기 차상 축냉판(9) 상부에 설치 되어 축냉판(9) 하부에서 적재함 내부공기를 흡입하여 브라인(Brine)순환 열교환 코일(Coil)(11) 과 1차 열교환 후 축냉판 양측 공기순환통로(12)에 설치되어 있는 브라인(Brine)순환 열교환 코일(Coil)과 2차 열교환 시켜 멀티냉각된 공기를 적재함 내부로 배출하는 송풍기(14)가 설치되어 있어 적재함 내부를 원하는 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 열에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 P.C.M 축냉트럭.
청구항 1에서 차량 운행 중 축냉된 P.C.M(Phase Change Material)(16)의 저온 열에너지가 소진되어 원하는 적재함 내부온도를 유지하지 못할 시, 차상 축냉판 상부 커버(Cover)중앙 부분에 부착되어 축냉판 내부에 설치되는 열전달률이 높은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe) 중 하나의 금속재질로 제조된 상부가 뚫려 있는 직사각형태의 케이스(Case)(17a) 내부로 -78.9℃에서 상태변화(고체에서 기체로)하는 저온 잠열이 137.3kcal/kg인 드라이아이스(dry ice)(17)를 투입하여, 투입된 드라이아이스(dry ice)(17)가 고체에서 기체로 상태변화하며 발생되는 승화에너지와 저온잠열이 소진된 P.C.M(Phase Change Material)(16)이 열교환을 하며 P.C.M(Phase Change Material)(16)에 저온 열에너지가 보충 되어 운행 중 원하는 적재함 내부 온도 유지시간이 증가 되는 는 것을 특징으로 하는 열에너지 이송방식 공기순환 멀티냉각 축냉트럭.
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