KR101339125B1 - 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템 - Google Patents

다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템에 관한 것으로, 저렴한 심야전력을 이용하여, 냉장/냉동탑차, 저온저장고, 저온 쇼케이스 등 에 설치되어 있는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)이 저장되어 있는 1개 이상의 축냉조에 연결된 AC 냉동기를 가동하여 직팽식 으로 냉매가스(Gas)를 냉매 분지관을 사용하여 냉동기와 연결된 1개 이상의 축냉조 내부의 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 동결 시켜 저온 열에너지를 축냉 시키고, 각각의 축냉조를 병렬로 바닥에 고정 배치함에 있어, 축냉조 사이에 일정한 공간을 두고 배치함으로써 송풍기에 의해 적재함 내부의 공기가 축냉조 사이 공간을 순환하며 냉각 될 수 있도록, 공기흡입구 와 공기배출구를 가지는 공기순환관을 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 공기순환관 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, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부 온도를 유지 시키며, 또한 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일 및 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일과 연결된 축냉조를 제외한 다른 병렬 설치 축냉조에는 별도의 브라인(brine)순환 배관을 사용하여 적재함 후면 및 측면 등 원하는 위치에 송풍기가 부착된 브라인(brine)순환 열교환 코일 unit을 부착한 후, 송풍기를 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 적재함 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 되는 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템에 관한 것이다.
냉장·냉동차, 심야전력, AC 냉동기, 메인(Main) 축냉조,서브(Sub) 축냉조, 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil),제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil), 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil) 유닛(unit), 적재함, 공기순환관, 단열판넬, 저온잠열PCM, 송풍기, 순환펌프(pump),냉매 분지관, 브라인(brine)순환 배관

Description

다수의 브라인(ｂｒｉｎｅ)순환 열교환(Ｈｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅ) 코일(Ｃｏｉｌ)을 활용한 공기순환 냉각방식 Ｐ.Ｃ.Ｍ 축냉 시스템{ Air circulation cooling P.C.M heat storage system using many Number of brine circulating heat exchanger coil .}
본 발명은 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저렴한 심야전력을 통해 가동되는 AC 냉동기를 냉장·냉동탑차, 저온저장고, 저온 쇼케이스 등의 적재함 내부에 설치되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)이 저장되어 있는 1개 이상의 축냉조에 연결된 AC 냉동기를 가동하여 팽창밸브에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉매 분지관을 사용하여 냉동기와 연결된 1개 이상의 축냉조 내부의 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 지정된 온도에 동결이 시작 되는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 동결 시켜 열에너지를 축냉 시키고, 각각의 축냉조를 병렬로 바닥에 고정 배치함에 있어, 축냉조 사이에 일정한 공간을 두고 배치함으로써 송풍기에 의해 적재함 내부의 공기가 축냉조 사이 공간을 순환하며 냉각될 수 있도록, 공기흡입구 와 공기배출구를 가지는 공기순환관을 설치함에 있어, 공기흡입구에 적재함 내부의 공기와 P.C.M에 저장된 저온 열에너지의 열 교환 면적을 증대시키기 위해 전열핀으로 구성된 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 공기순환관 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, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부 온도를 유지 시키며, 또한 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일 및 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일과 연결된 메인(Main) 축냉조를 제외한 다른 병렬 설치 서브(Sub)축냉조에는 별도의 브라인(brine)순환 배관을 사용하여 적재함 후면 및 측면 등 원하는 위치에 송풍기가 부착된 브라인(brine)순환 열교환 코일 unit을 부착한 후, 송풍기를 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 적재함 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 되는 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 있으며, 적재함 내부의 균일한 적정온도 를 유지할수 있으며, 하나의 적재함을 단열판넬로 구획하여 냉동,냉장 등 각기 다른 온도대의 신선 물품을 보관할 수 있도록 한 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 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 저장고 및 저온 쇼케이스는 AC 냉동기기를 사용하여 주,야간 구분 없이 하루 18시간 이상 계속적으로 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 동결 시킨 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 2011.07.19
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·냉동기 능의 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 열에너지 의 손실 없이 장시간 냉장·냉동탑차를 운행 또는 저온 저장고, 저온 쇼케이스 등을 가동 할 수 있도록, 축냉조 내부의 저온 잠열P.C.M(Phase Change Material)과 적내함 내부의 공기가 병렬로 설치된 축냉조 사이 공간을 순환하며 열교환을 통해 냉각 될 수 있도록, 공기흡입구 와 공기배출구를 가지는 공기순환관을 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 공기순환관 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, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부 온도를 유지 시키며, 또한 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일 및 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일과 연결된 메인(Main) 축냉조를 제외한 다른 병렬 설치된 서브(Sub) 축냉조에는 별도의 브라인(brine)순환 배관을 사용하여 적재함 후면 및 측면 등 원하는 위치에 송풍기가 부착된 브라인(brine)순환 열교환 코일 unit을 부착한 후, 송풍기를 가동함으로 써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 적재함 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 되고, 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 있으며, 적재함 내부의 균일한 적정온도를 유지할 수 있으며, 하나의 적재함을 단열판넬로 구획하여 냉동,냉장 등 각기 다른 온도대의 신선 물품을 보관 할 수 있는 온도로 유지시키는 구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 저렴한 심야전력을 이용, 냉장·냉동탑차, 저온저장고, 저온 쇼케이스 등에 설치된 1개 이상의 축냉조에 연결된 AC 냉동기를 가동하여 팽창밸브에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉매 분지관을 사용하여 냉동기와 연결된 1개 이상의 축냉조 내부의 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 지정된 온도에 동결이 시작되는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 동결 시켜 열에너지를 축냉 시키고, 각각의 축냉조를 병렬로 바닥에 고정 배치함에 있어, 축냉조 사이에 일정한 공간을 두고 배치함으로써 송풍기에 의해 적재함 내부의 공기가 축냉조 사이 공간을 순환하며 냉각 될 수 있도록, 공기흡입구 와 공기배출구를 가지는 공기순환관을 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 공기순 환관 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, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부 온도를 유지 시키며, 또한 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일 및 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일과 연결된 메인(Main) 축냉조를 제외한 다른 병렬 설치 서브(Sub) 축냉조에는 별도의 브라인(brine)순환 배관을 사용하여 적재함 후면 및 측면 등 원하는 위치에 송풍기가 부착된 브라인(brine)순환 열교환 코일 unit을 부착한 후, 송풍기를 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 적재함 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 되는 구조로, 기존 저온 잠열재가 충전된 축냉모듈이 부착된 축냉판에서 자연 방냉되는 냉기를 사용하는 방식을 바꾸어, 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 이용, 냉장·냉동탑차, 저온저장고, 저온 쇼케이스 등에 설치된 1개 이상의 축냉조에 연결된 AC 냉 동기를 가동하여 팽창밸브에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉매 분지관을 사용하여 냉동기와 연결된 1개 이상의 축냉조 내부의 열교환기에 순환 시켜 축냉조 내부의 지정된 온도에 동결이 시작 되는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 동결 시켜 열에너지를 축냉 시키고, 적재함 내부의 공기와 불필요한 열교환이 이루어지지 않도록 축냉조 몸체(body)를 단열 처리하고, 적재함 내부의 적정 온도를 유지하기 위해 각각의 축냉조를 병렬로 적재함 전면 바닥에 고정 배치함에 있어, 축냉조 사이에 일정한 공간을 두고 배치함으로써 송풍기에 의해 적재함 내부의 공기가 축냉조 사이 공간을 순환하며 냉각될 수 있도록, 공기흡입구 와 공기배출구를 가지는 공기순환관을 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 공기순환관 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉조 상부에 송풍기를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부 온도를 유지 시키며, 또한 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일 및 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일과 연결된 메인(Main) 축냉조를 제외한 다른 병렬 설치 서브(Sub) 축냉조에는 별도의 브라인(brine)순환 배관을 사용하여 적재함 후면 및 측면 등 원하는 위치에 송풍기가 부착된 브라인(brine)순환 열교환 코일 unit을 부착한 후, 송풍기를 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 적재함 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 되고, 또한 적재함을 단열판넬로 구획 시 브라인(brine)순환 열교환 코일 unit을 활용하여 냉동,냉장 등 각기 다른 온도대의 신선 물품을 보관 할 수 있으며, 기존 저온 잠열재가 충전된 축냉모듈이 부착된 축냉판에서 자연 방냉되는 냉기를 사용하는 방식을 바꾸어, 열 손실을 줄여 오랜 시간 동안 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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 냉매 분지관(3)을 사용하여 1개 이상의 축냉조 내부의 P.C.M (Phase Change Material)을 축냉시키는 축냉시스템이 개략적으로 도시된 계통도.
도 2 은 본 발명에 따른 제 1 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(10)과 공기순환관(6) 내부에 설치되어 있는 제 2 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(11)을 통과하는 브라인(Brine)의 강제 순환을 위한 순환 펌프(9)의 배관 설치 상태가 도시된 배관도.
도 3 은 본 발명에 따른 브라인(brine)순환 배관(5) 과 브라인(brine)순환 열교환 코일(coil) unit(12)을 통과하는 브라인(Brine)의 강제 순환을 위한 순환 펌프(9)의 배관 설치 상태가 도시된 배관도.
즉, 본 발명은 유류나 주간전력을 이용하지 않고, 전력요금이 저렴한 심야시간에 지상 AC 전력을 사용하여 냉장·냉동탑차, 저온저장고, 저온 쇼케이스 등의 적재함 내부 전면부에 설치되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)이 저장되어 있는 1개 이상의 축냉조(7),(8)에 연결된 AC 냉동기(1)를 가동하여 각각의 축냉조(7),(8) 내부에 설치된 열교환기(4)에 냉동기(1)에 설치된 팽창밸브 (2)에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉매 분지관(3)을 통해 분할 하여 직팽식으로 순환시켜 축냉조(7),(8) 내부의 일정 온도에서 동결되며 축냉을 하는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)을 동결 시켜 잠열을 저장하고, 주간에 냉장·냉동탑차 운행 및 저온 저장고, 저온 쇼케이스 가동 시 축냉된 저온 잠열 P.C.MPhase Change Material)(13)이 저온 열에너지를 냉장·냉동탑차, 저온 저장고, 저온 쇼케이스 의 신선제품 적재함 내부의 공기와 열교환을 통해 적재함 내 원하는 온도를 유지시킬 수 있도록 적재함 내부의 공기와 불필요한 열교환이 이루어지지 않게 축냉조(7),(8) 몸체(body)를 단열 처리하고, 적재함 내부의 적정 온도를 유지하기 위해 각각의 축냉조(7),(8)를 병렬로 적재함 전면 바닥에 고정 배치함에 있어, 축냉조(7),(8) 사이에 일정한 공간을 두고 배치함으로써 송풍기(14)에 의해 적재함 내부의 공기가 축냉조(7),(8) 사이 공간을 순환하며 냉각 될 수 있도록, 공기흡입구(15) 와 공기배출구(16)를 가지는 공기순환관(6)을 설치함에 있어, 공기흡입구(15) 에 축냉조(7),(8) 상부에 설치된 브라인(brine) 순환펌프(Pump)(9)를 사용하여 P.C.M(13)에 저장된 저온 열에너지와 열교환하며 냉각된 브라인(brine)과 적재함 내부 공기의 열교환 면적을 증대 시키기 위해 전열핀으로 구성된 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(10)을 부착하여 1차 열교환을 통해 냉각된 공기가 공기순환관(6) 내부에 설치되어 있는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(10)과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(11) 을 통과하며 2차 열교환을 마친 후, 외부로 배출 될 수 있도록, 축냉조(7),(8) 상부에 송풍기(14)를 부착하여 가동함으로써, 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 원하는 내부 온도를 유지 시키며, 또한 제 1 브라인(brine) 순환 열교환 코일(Coil)(10) 및 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(11)과 연결된 메인(Main) 축냉조(7)를 제외한 다른 병렬 설치 서브(Sub) 축냉조(8)에는 별도의 브라인(brine)순환 배관(Pipe)(5)을 사용하여 적재함 후면 및 측면 등 원하는 위치에 송풍기(14) 부착된 브라인(brine)순환 열교환 코일 unit(12)을 부착한 후, 송풍기(14)를 가동함으로써, 적재함 전면과 측면 및 후면 등 적정 위치에서 강제적으로 적재함 내부로 냉각된 공기를 송풍시켜 적재함 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 되고, 또한 적재함을 단열판넬(17)로 구획 시 송풍기(14)가 부착된 브라인(brine) 순환 열교환 코일(coil) unit(12)을 구획 된 공간에 설치하여 냉동, 냉장 등 각기 다른 온도대의 신선 물품을 보관하기 위한 적정 온도를 유지할 수 있게 된다. 이때, 축냉조(7),(8)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)를 사용하여 일체 성형 제작함으로써, 축냉조(7),(8) 내부에 저장된 P.C.M(13)이 외부로 누출되는 것을 방지하고, 축냉조(7),(8) 몸체(body)를 단열 처리함으로써 외부로 성애가 발생하는 것을 방지하고, 적재함 내부의 공기와 자연 방냉을 통한 불필요한 열교환이 차단 될 수 있게 되며, 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(coil)(10) 및 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(coil)(11)에 발생된 성애를 제거하기 위하여 히팅(heating) 파이프(pipe)등 적절한 제상 장치를 사용시 제상 장치에서 발생되는 열(heat)에 의하여 축냉조(7),(8) 내부의 저온 열에너지가 축냉된 P.C.M(13)의 성능이 떨어지는 것을 방지할수 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)(13)을 동결 시켜 저온 잠열을 축냉 한 후 주간에 AC냉동기(1)를 가동하지 않고 냉장·냉동탑차, 저온 저장고, 저온 쇼케이스의 적재함 내부를 약 10∼16시간 동안 적재함 내부의 공기와 저온잠열 P.C.M(phase change material)(13)을 열교환 시켜 원하는 온도 범위(+5℃ ∼ -25℃)를 유지 하게 되는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 냉매 분지관(3)을 사용하여 1개 이상의 축냉조 내부의 P.C.M (Phase Change Material)을 축냉시키는 축냉시스템이 개략적으로 도시된 계통도.
도 2 은 본 발명에 따른 제 1 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(10)과 공기순환관(6) 내부에 설치되어 있는 제 2 브라인(brine)순환 열교환코일(coil)(11)을 통과하는 브라인(Brine)의 강제 순환을 위한 순환 펌프(9)의 배관 설치 상태가 도시된 배관도.
도 3 은 본 발명에 따른 브라인(brine)순환 배관(5) 과 브라인(brine)순환 열교환 코일(coil) unit(12)을 통과하는 브라인(Brine)의 강제 순환을 위한 순환 펌프(9)의 배관 설치 상태가 도시된 배관도.
도 4 은 본 발명에 따른 메인(Main) 축냉조(7)와 서브(Sub) 축냉조(8)가 병렬로 설치되어 있는 형태가 개략적으로 도시된 상세도.
도 5 은 본 발명에 따른 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템의 설치 형태가 도시된 단면도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1. AC 냉동기 2. 팽창밸브
3. 냉매 분지관 4. 열교환기
5. 브라인(brine) 순환 배관(pipe) 6. 공기순환관
7. 메인(Main) 축냉조 8. 서브(Sub) 축냉조
9. 브라인(brine)순환펌프 10. 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)
11. 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)
12. 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil) 유닛(unit)
13. P.C.M(Phase Change Material) 14. 송풍기
15. 공기흡입구 16. 공기배출구
17. 단열판넬

Claims (3)

  1. 유류나 주간전력을 이용하지 않고, 전력요금이 저렴한 심야시간에 지상AC 전력을 공급받아 냉장·냉동탑차, 저온저장고, 저온 쇼케이스와 같은 신선제품 적재함 내부에 설치되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)이 저장되어 있는 1개 이상의 축냉조(7),(8)에 연결된 AC 냉동기(Refrigerator)(1)를 가동하여 축냉조(7),(8) 내부에 설치된 열교환기(4) 내부로 AC 냉동기(Refrigerator)(1)에 설치된 팽창밸브(2)에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉매 분지관(3)을 통해 분할하여 직팽식으로 순환시켜 각각의 축냉조(7),(8) 내부의 일정 온도에서 상변화를 거치며 축냉을 하는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)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)(13)과 적재함 내부의 공기를 열교환(Heat Exchange)시켜 냉각된 공기를 송풍기(14)를 사용하여 적재함 내부에 원하는 온도를 유지시키는 시스템 구성에 있어서;
    상기 적재함 전면에 설치된 메인(Main) 축냉조(7) 상부에 설치되어 있는 브라인(Brine)순환펌프(9)와 연결되어 축냉된 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)과 열교환하여 냉각된 브라인(Brine)이 순환하며 적재함 내부 공기와 1차 열교환(Heat Exchange)하는 메인(Main) 축냉조(7) 하부 공기흡입구(15)에 설치된 전열면적을 높이기 위한 전열핀이 부착된 제 1 브라인(Brine)순환 열교환 코일(Coil)(10)과;
    상기 메인(Main) 축냉조(7) 와 일정 간격을 두고 고정 설치되어 있는 서브(Sub) 축냉조(8)사이에 부착되어 있는 직사각형태의 공기순환관(6)과;
    상기 공기순환관(6)에 설치되어 적재함 내부 공기와 2차 열교환(Heat Exchange)하여 냉각 효율을 높이는 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(10)과 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(11)과;
    상기 메인(Main) 축냉조(7) 상부에 설치되어, 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(10)내부를 통과하여 병렬로 연결된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(11)로 축냉된 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)(13)과 열교환 되어 냉각된 브라인(brine)을 순환 시키는 순환펌프(Pump)(9)와;
    상기 메인(Main) 축냉조(7) 및 서브(Sub) 축냉조(8)상부에 설치되어 축냉조(7),(8) 하부에서 적재함 내부공기를 흡입하여 제 1 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(10) 과 1차 열교환 후 공기순환관(6)내부에 설치된 제 2 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)(11)과 2차 열교환(Heat Exchange)시켜 멀티 냉각된 공기를 적재함 내부로 배출하는 송풍기(14)와;
    상기 서브(Sub) 축냉조(8) 상부에 설치되어, 별도의 브라인(brine)순환 배관(5)과 연결되어 적재함 후면 또는 측면에 설치된 전열면적을 높이기 위한 전열핀이 부착된 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil) 유닛(unit)(12)내부를 통과하며 서브(Sub) 축냉조(8)내부의 축냉된 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)(13)과 열교환 하며 냉각되는 브라인(brine)을 순환 시키는 순환펌프(Pump)(9)와;
    상기 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil) 유닛(unit)(12)에 부착되어 적재함 내부 공기를 브라인(brine)순환 열교환 코일(Coil)에 통과시켜 열교환을 통해 냉각된 공기를 적재함 내부로 배출 하는 송풍기(14); 로 구성되어 있어 적재함 내부를 원하는 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템.
  2. 청구항 1에서 적재함 내부를 단열판넬(17)을 사용하여 구획 시 구획 된 공간에 브라인(brine)순환 배관(5)을 연결하여 브라인(brine) 순환 열교환 코일(Coil) 유닛(unit)(12)을 설치 후;
    서브(Sub) 축냉조(8)에 저장된 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)과 구획 된 공간의 공기를 송풍기(14)를 가동하여 열교환시켜 배출함으로써, 하나의 적재함에 냉동/냉장과 같은 각기 다른 내부온도를 유지 할 수 있는 것을 특징으로 하는 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템.
  3. 청구항 1에서 하나의 AC 냉동기(Refrigerator)(1)를 가동하여 1개 이상의 축냉조(7),(8) 내부에 설치된 열교환기(4) 내부로 AC 냉동기(Refrigerator)(1)에 설치된 팽창밸브(2)에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 냉매 분지관(3)을 통해 분할하여 직팽식으로 순환시켜 각각의 축냉조(7),(8) 내부에 저장된 각기 다른 온도에서 상변화(Phase Change)되는 P.C.M(Phase Change Material)(13) 물질을 축냉시킬 수 있 는 것을 특징으로 하는 다수의 브라인(brine)순환 열교환(Heat Exchange) 코일(Coil)을 활용한 공기순환 냉각방식 P.C.M 축냉 시스템
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