KR101285199B1 - 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템 - Google Patents

브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템에 관한 것으로, 저렴한 심야전력을 이용하여, 냉장/냉동탑차, 저온저장고 적재함 내부에 설치되어 있는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)이 저장되어 있는 축냉조에 연결된 AC 냉동기를 가동하여 직팽식 으로 냉매가스(Gas)를 냉동기와 연결된 축냉조 내부의 증발기 역할을 하는 냉매가스 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 저온 잠열 PCM(Phase Change Material)을 동결 시켜 저온 열에너지를 축냉 시키고, 축냉조와 일체 성형되어 기밀성이 높아 축냉조 내부에 저장되어 있는 P.C.M(Phase Change Material)이 누설될 위험성이 없는 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 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 공기순환 열교환관 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일과 세로방향으로 병렬 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부의 온도를 유지시키는 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템에 관한 것이다.
냉장·냉동차, 심야전력, AC 냉동기, 축냉조, 냉매가스 열교환기, 제 1 브라인순환 열교환코일, 제 2 브라인순환 열교환코일, 적재함, 공기순환 열교환관, 단열판넬, 저온잠열PCM, 송풍기, 순환펌프(pump)

Description

브라인(ｂｒｉｎｅ)순환 멀티 냉각방식 Ｐ.Ｃ.Ｍ 축냉 시스템{Brine circulation Multi cooling type phase-change material thermal storage system.}
본 발명은 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저렴한 심야전력을 통해 가동되는 AC 냉동기를 냉장·냉동탑차, 저온저장고의 적재함 내부에 설치되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)이 저장되어 있는 축냉조와 연결하여, AC 냉동기의 팽창밸브에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉동기와 연결된 축냉조 내부의 증발기 역할을 하는 냉매가스 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 지정된 온도에 동결이 시작 되는 저온 잠열 PCM(Phase Change Material)을 동결 시켜 축냉 시키고, 축냉조 외부 공기와 열교환이 이루어지지 않도록 축냉조 몸체(body)를 일체 성형을 통해 이중 구조로 제작하여, 진공처리 후 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전하여 단열 처리를 하고, 축냉조와 일체 성형되어 기밀성이 높아 축냉조 내부에 저장되어 있는 P.C.M(Phase Change Material)이 누설될 위험성이 없는 공기순환 열교환관 내부로 송풍기에 의해 적재함 내부의 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 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일을 부착하여, 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 공기순환 열교환관 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부의 온도를 유지시켜 별도의 유류 및 주간 피크시간 대에 냉동기의 가동 없이 냉장·냉동보관용 물류제품을 신선하게 보관 및 운반하고, 별도의 냉동기를 작동시키기 위해 소비되는 유류 및 CO2를 절감시켜 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템 구조에 관한 것이다.
일반적으로 냉장·냉동차는 적재함 내에 저온을 생성, 유지 시키기 위하여 유류로 구동되는 메인엔진(Main engine) 또는 서브엔진(Sub engine)냉동기를 사용하고 있다. 그러나 상기 엔진구동형 냉동기는 운송수단의 주행 시 얻어지는 동력 또는 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, 저온 저장고는 AC 냉동기를 사용하여 주,야간 구분 없이 1일 18시간 이상을 가동하여 저장고 내의 적정 온도를 유지 하는 방식으로 하절기 주간 피크타임에 전력 수급 불균형 의 원인이 되고 있으며, 많은 전기 소모와 전기요금이 발생하고, 냉동기기의 주요 구성품인 콤프레샤의 수명을 단축 시키는 등의 문제가 있다. 또한, 통상적인 축냉시스템을 이용한 축냉식 냉장·냉동탑차는 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 동결시킨 후, 자연 방냉시켜 적재함 내부의 온도를 낮추는 방식으로 냉동기 가동 없이 냉장·냉동탑차를 약 8시간 운행 할 수 있다.
하지만, 이러한 방식은 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material) 모듈이 병렬로 천장에 부착된 축냉판에서 결로현상이 발생하여 적재물 훼손 등의 문제점이 발생하고 있으며, 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 있다.
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 20-0231247 2001.07.19
그러나, 상기 [문헌 1]은 단순한 자연대류방식으로 적재함의 내부를 냉장·냉동하고 있어 냉장·냉동탑차를 운행하지 않을 때에도 동결된 잠열 축열재가 적재함 내부 대기와 지속적으로 열교환을 함으로서 불필요한 저온 열에너지의 소진이 발생하여, 냉장·냉동탑차 운행가능시간이 감소하는 단점이 있다. 또한, 축냉판을 적재함 천장에 부착함에 따라 축냉판 표면에 결로 발생 시 적재함에 보관중인 물류제품 위로 떨어져 제품 손상에 따른 품질 저하의 문제점이 발생하여 냉장·냉동기능의 저하에 따른 저장 물품의 신선도 유지에 악영향을 미치고 있다.
따라서, 본 발명은 단순 자연대류방식에 대한 문제를 해결하고, 축냉판과 외부와의 지속적인 열교환을 통한 열손실 문제 및 축냉판에 결로가 발생하여 제품 손상에 따른 품질 저하의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명은 저온 잠열PCM(Phase Change Material) 내부로 외부 공기를 강제 순환시켜 불필요한 저온 열에너지의 손실 없이 장시간 냉장·냉동탑차를 운행 또는 저온 저장고, 를 가동 할 수 있도록, 축냉조 내부의 저온 잠열P.C.M(Phase Change Material)과 적재함 내부의 공기가 서로 열교환을 하여 적내함 내부의 공기가 냉각 될 수 있도록 축냉조 내부에 공기 흡입구 와 공기 배출구가 연결되게 공기순환 열교환관을 설치함에 있어, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 P.C.M 내부를 순환하며 냉각된 브라인(brine)이 통과하는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일을 부착하여, 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 공기순환 열교환관 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍하는 방식을 사용하여 적재함 내부의 온도를 냉각시키는 브라인(brine)순환 멀티 냉각 P.C.M 축냉 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 통상적인 축냉 모듈을 축냉판에 부착하여 자연방냉을 통한 자연대류를 이용하는 방식의 축냉 시스템에 있어, 축냉판에서 방출되는 냉기를 사용하는 방식을 바꾸어, 적재함 내부의 온도를 낮추기 위해 천장에 부착된 축냉판에서 직접 내부 공간으로 냉기를 자연 방냉 시키지 않고, 적재함 전면에 부착된 축냉조 내부에 외부 공기가 순환 하며 흡입, 배출될 수 있도록 축냉조와 일체 성형되어 기밀성이 높아 축냉조 내부에 저장되어 있는 P.C.M(Phase Change Material)이 누설될 위험성이 없는 공기순환 열교환관을 설치하고, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 P.C.M 내부를 순환하며 냉각된 브라인(brine)이 통과하는 전열핀으로 구성된 브라인(brine)순환 제 1 열교환 코일을 부착하여, 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 열전도도가 높은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질의 공기순환 열교환관 내부에 설치되어 있는, 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍하는 방식을 사용하여 열 손실을 줄이고, 축냉된 저온 열에너지를 효율적으로 사용함으로써 오랜 시간동안 적재함 내부를 원하는 온도로 유지시키는 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 축냉조 외부 공기와의 열교환에 의한 축냉된 저온 열에너지의 손실을 방지하기 위하여 축냉조 몸체(body)를 일체 성형을 통해 이중 구조로 제작하여 진공처리 후 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전하여 단열 처리를 한 구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 저렴한 심야전력을 이용, 냉장·냉동탑차, 저온저장고, 에 설치된 AC 냉동기를 가동하여 직팽식 으로 냉매가스(Gas)를 냉동기와 연결된 축냉조 내부의 증발기 역할을 하는 냉매가스 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부에 저장된 일정한 온도에 동결이 시작 되는 저온 잠열 PCM(Phase Change Material)을 동결 시켜 축냉 시키고, 축냉조 몸체(body)를 일체 성형을 통해 이중 구조 형태로 제작하여 진공처리 후 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전하여 단열 처리 하고, 적재함 내부의 적정 온도를 유지하기 위해 축냉조 내부에 설치된 공기순환 열교환관 내부로 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 냉각된 브라인(brine)이 순환하는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 P.C.M 축냉조 내부를 관통하는 열전도도가 높은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질의 공기순환 열교환관 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 적재함 내부의 온도를 유지시키는 구조로, 기존 저온 잠열재가 충전된 축냉모듈이 부착된 축냉판에서 자연 방냉되는 냉기를 사용하는 방식을 바꾸어, 축냉조 몸체(body)를 일체 성형을 통해 두께 20mm의 내부가 비어 있는 이중 구조로 제작하여 진공처리 후 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전하여 단열 처리함으로써, 성애를 발생시키지 않고, 열 손실을 줄여 오랜 시간동안 적재함 내부를 원하는 온도로 유지시키며, 축냉조의 부착위치를 적재함의 천정에서 전면부로 변경 하여, 결로 발생 시 물류제품의 훼손 을 방지하고, 설치 작업 효율 증대와 이상적인 냉기 강제순환 구조를 제공함에 따라, 보급을 확대하고 냉동기를 작동시키기 위해 소비되는 유류 및 전력과 CO2를 절감시켜 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 저렴한 심야전력을 사용하여 냉장·냉동탑차, 저온 저장고에 설치되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)이 저장되어 있는 축냉조에 연결된 AC 냉동기를 가동하여 팽창밸브에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉동기와 연결된 축냉조 내부의 증발기 역할을 하는 냉매가스 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 일정한 온도에 동결이 시작 되는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 동결 시켜 축냉 시키고, 적재함 내부의 공기와 불필요한 열교환이 이루어지지 않도록 축냉조 몸체(body)를 일체 성형을 통해 두께 20mm의 내부가 비어 있는 이중 구조로 제작하여 진공처리 후 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전하여 단열 처리하고, 적재함 내부의 적정 온도를 유지하기 위해 축냉조 내부에 설치된 공기 순환 열교환관 내부로 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 냉각된 브라인(brine)이 순환하는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(coil)을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 P.C.M 축냉조 내부를 관통하는 열전도도가 높은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질의 공기순환 열교환관 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 적재함 내부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 송풍기의 공기 배출구를 통해 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 적재함 내부의 온도를 유지시키는데 있어서, 축냉조 몸체(body)를 일체 성형을 통해 두께 20mm의 내부가 비어 있는 이중 구조로 제작하여 진공처리 후 우레탄에 비해 단열성능이 뛰어난 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전하여 단열층을 형성함으로써 외부 공기와의 불필요한 열교환을 통한 열 손실을 줄여, 오랜 시간동안 적재함 내부를 원하는 온도로 유지 시킬 수 있다. 이때 축냉조 몸체(body)의 재질로 성형성이 좋은 PE(polyethylene), HDPE(high-density polyethylene), PP(polypropylene), FRP(fiber reinforced plastics), PC(Polycarbonate), ABS수지, 알루미늄(Al), 철(fe)을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 내약품성, 성형성, 기계적 성질이 우수한 HDPE(high-density polyethylene)또는 PE(polyethylene)를 사용함으로써, 축냉조 외부로 성애가 발생하는 것을 방지하고, 축냉조를 적재함 내부 전면부에 설치함으로써, 결로현상 발생으로 인한 적재함 내부의 물류제품 훼손을 예방하고, 작업시간 단축 및 외관상 미려한 효과가 있으며, 적재함 내부의 공기를 송풍휀을 가동하여 축냉조 내부 저온의 P.C.M과 강제 순환 열교환을 통하여 냉각시간을 최대한 단축시킬 수 있는 효과가 발생 하여 적재함 내부에 적재된 제품을 냉동기 가동 없이 10시간∼12시간 동안 신선하게 보관 및 운반이 가능 하게 된다.
나아가, 냉동기기 작동을 위한 유류 및 전력 절감 및 CO2 절감이 가능하게 함과 동시에 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 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M(Phase Change Material)(10) 축냉 시스템이 개략적으로 도시된 단면도.
도 2 은 본 발명에 따른 P.C.M(Phase Change Material)(10)이 저장되는 공기순환 열교환관(5)이 포함된 아르곤(Ar)가스 단열층이 형성된 이중 구조의 일체 성형 제조된 축냉조(6) 몸체의 형태가 대략적으로 도시된 입체도.
도 3 은 본 발명에 따른 제 1 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(8)과 공기순환 열교환관(5) 내부에 설치되어 있는 제 2 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(9)을 통과하는 브라인(Brine)의 강제 순환을 위한 순환 펌프(7)의 배관 설치 상태가 도시된 배관도.
도 4 은 본 발명에 따른 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(8)과 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(9)의 형태가 도시된 단면도.
즉, 본 발명은 유류나 주간전력을 이용하지 않고, 전력요금이 저렴한 심야시간에 지상 AC 전력을 사용하여 냉장·냉동탑차, 저온저장고의 적재함 내부 전면부에 설치되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(10)이 저장되어 있는 축냉조(6)에 연결된 AC 냉동기(1)를 가동하여 축냉조(6) 내부에 설치된 증발기 역할을 하는 냉매가스 열교환기(3)에 냉동기(1)에 설치된 팽창밸브 (2)에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 직팽식으로 순환시켜 축냉조(6)내부의 일정 온도에서 동결되며 축냉을 하는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)(10)을 동결 시켜 잠열을 저장하고, 주간에 냉장·냉동탑차 운행 및 저온저장고 가동 시 축냉된 저온 잠열 P.C.MPhase Change Material)(10)이 저온 열에너지를 냉장·냉동탑차, 저온저장고 적재함 내부의 공기와 열교환을 통해 적재함 내 원하는 온도를 유지시킬 수 있도록 적재함 내부의 공기와 불필요한 열교환이 이루어지지 않게 축냉조(6) 몸체(body)를 일체 성형을 통해 두께 20mm의 내부가 비어 있는 이중 구조로 제작, 진공기계를 사용하여 진공처리 후 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전하여 단열 처리하고, 적재함 내부의 적정 온도를 유지하기 위해 축냉조(6) 내부에 설치된 공기 순환 열교환관(5) 내부로 적재함 내부의 더운 공기가 순환하며 차가워 질수 있도록 공기 흡입구(12) 와 공기 배출구(13)를 연결되게 설치함에 있어, 공기흡입구(12)에 적재함 내부의 공기와 P.C.M(10)에 저장된 저온 열에너지의 열교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 냉각된 브라인(brine)이 순환하는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(8)을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 열전도도가 높은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질로 제작된 저온잠열 P.C.M에서 저온열에너지가 자연 방냉 되는 공기순환 열교환관(5) 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(8)과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(9) 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 축냉조(6) 상부에 송풍기(11)를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 송풍기(11)의 공기 배출구(13)를 통해 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 적재함 내부의 온도를 유지하게 된다. 이때, 축냉조(6) 의 재질로 성형성이 좋은 PE(polyethylene), HDPE(high-density polyethylene), PP(polypropylene), FRP(fiber reinforced plastics), PC(Polycarbonate), ABS수지를 사용하게 되는데, 바람직하게는 내약품성, 성형성, 기계적 성질이 우수한 HDPE(high-density polyethylene)또는 PE(polyethylene)를 사용하여 일체 성형 제작함으로써, 축냉조(6) 내부에 저장된 P.C.M(10)이 외부로 누출되는 것을 방지하고, 축냉조(6) 몸체(body)가 진공 후 우레탄보다 단열성능이 뛰어난 비활성 아르곤(Ar)가스를 두께 20mm로 주입할 수 있는 이중 구조 형태를 가짐으로써, 외부로 성애가 발생하는 것을 방지하고, 적재함 내부의 공기와 자연 방냉을 통한 불필요한 열교환이 차단 될 수 있게 된다.
이렇게 전기요금이 저렴한 심야시간에 지상 AC전원을 사용하여 AC냉동기(1)를 약 8시간∼10시간 동안 가동하여 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)(10)을 동결 시켜 저온 잠열을 축냉 한 후 주간에 AC냉동기(1)를 가동하지 않고 냉장·냉동탑차, 저온 저장고의 적재함 내부를 약 10∼16시간 동안 적재함 내부의 공기와 저온잠열 P.C.M(phase change material)(10)을 열교환 시켜 원하는 온도 범위를 유지 하게 되는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M(Phase Change Material)(10) 축냉 시스템이 개략적으로 도시된 횡단면도.
도 2 은 본 발명에 따른 P.C.M(Phase Change Material)(10)이 저장되는 공기순환 열교환관(5)이 포함된 아르곤(Ar)가스 단열층이 형성된 이중 구조의 일체 성형 제조된 축냉조(6) 몸체의 형태가 대략적으로 도시된 입체도.
도 3 은 본 발명에 따른 제 1 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(8)과 공기순환 열교환관(5) 내부에 설치되어 있는 제 2 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(9)을 통과하는 브라인(Brine)의 강제 순환을 위한 순환 펌프(7)의 배관 설치 상태가 도시된 배관도.
도 4 은 본 발명에 따른 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(8)과 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(9)의 형태가 도시된 단면도.
도 5 은 본 발명에 따른 축냉조(6) 몸체의 표면 형태가 개략적으로 도시된 상세도.
도 6 은 본 발명에 따른 냉매가스 열교환기(3)의 형태가 개략적으로 도시된 배관도.
도 7 은 본 발명에 따른 축냉조(6)내부에 냉매가스 열교환기(3)와 공기순환 열교환관(5)이 설치되어 있는 형태가 개략적으로 도시된 투영도.
도 8 은 본 발명에 따른 공기순환 열교환관(5) 내부에 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(8) 과 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(9)이 설치되어 있는 형태가 개략적으로 도시된 투영도.
도 9 은 본 발명에 따른 공기유동경로가 개략적으로 도시된 축냉조(6)의 종단면도.
도 10 은 본 발명에 따른 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M(10) 축냉 트럭의 축냉조(6) 설치 형태가 도시된 종단면도.
도 11 은 본 발명에 따른 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M(10) 축냉 트럭의 적재함 내부 온도유지 그래프.
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＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1. AC 냉동기 2. 팽창밸브
3. 냉매가스 열교환기 4. 브라인 순환 배관
5. 공기순환 열교환관 6. 축냉조
7. 브라인(brine)순환펌프 8. 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)
9. 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil) 10. P.C.M(Phase Change Material)
11. 송풍기 12. 공기흡입구 13. 공기배출구
삭제

Claims (3)

  1. 유류나 주간전력을 이용하지 않고, 전력요금이 저렴한 심야시간에 지상AC 전력을 공급받아 냉장·냉동탑차, 저온저장고의 적재함 내부에 설치되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(10)이 저장되어 있는 축냉조(6)에 있어서;
    축냉조(6)에 연결된 AC 냉동기(Refrigerator)(1)를 가동하여 축냉조(6) 내부에 설치된 냉매가스 열교환기(3) 내부로 AC 냉동기(Refrigerator)(1)에 설치된 팽창밸브(2)에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 직팽식으로 순환시켜;
    축냉조(6) 내부의 일정 온도에서 상변화를 거치며 축냉을 하는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(10)을 액체에서 고체로 상변화 시켜 잠열을 저장하고,;
    저장된 저온 열에너지를 사용하여 주간에 AC 냉동기(Refrigerator)(1)를 가동하지 않고, 축냉 된 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(10)과 적재함 내부의 공기를 2차례 열교환(Heat Exchange)을 통해 멀티 냉각 하여 적재함 내부에 원하는 온도를 유지시키는 시스템 구성에 있어서;
    상기 축냉조(6) 상부에 설치되어 있는 브라인(Brine)순환 펌프(7)와 연결되어 축냉된 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(10)과 열교환하여 냉각된 브라인(Brine)이 순환하며 적재함 내부 공기와 1차 열교환(Heat Exchange)하는 축냉조(6) 하부 공기흡입구(12)에 설치된 전열면적을 높이기 위한 전열핀이 부착된 제 1 브라인(Brine)순환 열교환 코일(Coil)(8)과;
    상기 축냉조(6) 내부 중앙에 위치되게 삽입되어 축냉조(6) 상부 중앙부분과 하부 바닥 중앙 부분을 용접 또는 볼트 체결 후 바인더 처리를 통해 축냉조 내부에 저장된 P.C.M(Phase Change Material)이 누설되지 않게 연결되게 설치되어 축냉된 저온 열에너지가 자연 방냉됨에 따라 적재함의 공기가 축냉조 내부를 순환하는 과정에서 2차 열교환(Heat Exchange)하는 직사각형의 공기순환 열교환관(5)과;
    상기 공기순환 열교환관(5)에 설치되어 2차 열교환(Heat Exchange)효율을 높일 수 있도록 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(8)과 세로방향의 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(9)과;
    상기 축냉조(6) 상부에 설치되어, 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(8) 내부를 통과하여 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(9)로 축냉된 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)(10)과 열교환 되어 냉각된 브라인(brine)을 순환 시키는 순환펌프(Pump)(7)와;
    상기 축냉조(6) 상부에 설치되어 축냉조(6) 하부에서 적재함 내부공기를 흡입하여 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(8) 1차 열교환 후 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(9)이 설치된 공기순환 열교환관(5)과 2차 열교환(Heat Exchange)시켜 멀티 냉각된 공기를 적재함 내부로 배출하는 송풍기(11)로 구성되어 있어;
    적재함 내부를 원하는 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템.
  2. 청구항 1에서 축냉조(6) 외부가 적재함 내부의 공기와 불필요한 열교환을 차단하기 위하여 축냉조(6) 몸체(body)는 내약품성, 성형성, 기계적 성질이 좋은 HDPE(high-density polyethylene)또는 PE(polyethylene)재질로 일체 성형을 통해 두께 20mm의 내부가 비어 있는 구조로 제작 한 후,;
    축냉조(6) 몸체(body) 내부의 비어진 공간을 진공기를 사용하여 진공처리 후 단열성능이 뛰어난 비활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)가스를 충전한 후 밀봉하여, 단열 처리하는 것을 특징으로 하는 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉시스템.
  3. 청구항 2에서 축냉조(6)를 일체 성형 제작 시 축냉조(6) 몸체(body)와 공기순환 열교환관(5)이 축냉조(6)내부에 저장된 P.C.M(10) 축냉 시 일정온도에서 동결(액체에서 고체로 상태변화)되며 발생되는 부피팽창으로 인한 파손 및 형태변화를 방지하기 위하여 표면을 골형 데크플레이트(Deck Plate)형태로 제작 하는 것을 특징으로 하는 브라인(brine)순환 멀티 냉각방식 P.C.M 축냉시스템.
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