KR101383300B1 - 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차 및 이의 제어방법 - Google Patents

태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 엔진동력을 전원으로 이용하여 차량의 적재함 내부를 냉방하되, 이러한 적재함 내부 냉방을 보조하기 위해 PV 모듈을 통해 태양에너지를 전원으로 이용하는 부가 냉방장치를 더 구비하며, 이러한 부가 냉방장치에 냉기를 저장하는 축냉하는 PCM 모듈을 사용함으로써, 야간 등 태양이 없는 경우에도 축냉을 통해 적재함 내부에 냉열을 공급할 수 있도록 한 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

Description

태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차 및 이의 제어방법{Refrigerated Vehicle with PCM Module using Solar Energy and Control method thereof}
본 발명은 냉동탑차에서 적재함을 냉방/냉동시, 차량의 엔진동력 외에 태양에너지 및 축냉재를 이용해 적재함의 냉방/냉동을 보조할 수 있도록 한 냉동탑차 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
식생활의 향상 및 다양화로 고품질에 대한 요구가 증대되면서 인스턴트 식품류, 육류, 냉동 생선류 및 채소류, 청과물 등의 저온유통이 날로 증가되고 있으며, 이러한 식품의 장단거리 운송을 위한 냉동기를 탑재한 냉동(장) 차량이 널리 사용되고 있다.
이러한 냉동(장) 차량은 통상 상, 하 좌우 패널로 이루어지는 컨테이너 형태의 적재함을 구비하고, 이러한 적재함에는 물건을 싣고 내일 수 있는 개폐문이 설치되어 있으며, 차량의 엔진동력을 통해 작동되는 냉각기로 적재함 내부에 냉기를 공급하게 구성되어 있다.
통계에 의하면 세계적으로 이러한 육상 냉동(장)수송 차량은 100만대 이상인 것으로 보고되고 있다. 냉동(장) 차량은 운반중이나 정차 중에도 식품의 환경이 지속적인 저온상태로 유지될 수 있도록 차량의 엔진 동력을 사용하여 냉동기를 가동하는 것과 엔진과 분리된 별도의 냉동기가 장착된 두가지 형태가 있다.
또한, 미국 ASHRAE(난방냉동공기조화기술자협회)에서 매년 한 권씩 개정되어 출판되는 Hand book(4,5)에 의하면 냉동차는 드라이아이스와 같은 냉각재를 사용하여 물품을 냉각하는 냉동(장)자동차(insulated vehicles)와 냉동기를 탑재시킨 냉동기장착 냉동(장)자동차(refrigerated vehicles)로 구분하고 있다. 냉동기 장착 냉동차는 차체의 종류 및 크기, 방열재의 종류 및 총괄열전달계수 등에 따라 냉동기의 냉각 성능은 달라진다. 그리고 소형차는 대부분 배송용의 자가용차이거나 규모가 작은 하청 운송회사의 업무용 냉동(장)차이기 때문에 냉동식품, 아이스크림, 육류 등의 적재화물에 따라 고내온도가 결정되며, 선진국에서는 냉동(장)차를 18℃용, 0 ℃및 또는 그 이하의 용도로 대부분 구분하고 있다.
또한, 상기와 같이 냉동기를 탑재한 냉동(장)차(ex: 탑차)는 차량의 엔진 동력을 사용하여 적재함 내부를 냉각하기만 하는 것이기에, 차량의 엔진이 구동되지 않는 차량의 운행정지 상태이거나 또는 차량 내에 설치되어 있는 차량용 배터리의 전원이 부족하게 되는 경우, 적재함 내부에 실려있는 화물의 급격한 온도 상승과 아울러 호기성 미생물이 번식할 수 있는 환경을 제공할 수 있다는 위험이 있었다.
이러한 냉동(장)탑차는 냉동기의 구동을 위한 연료소모와 차량엔진의 낮은 연소효율로 인하여 연료의 과다 소비로 국가적으로 많은 에너지가 낭비되고 있는 실정이다. 또한 일부 차량들은 운행 중 동력저하를 막거나 연료소비를 줄이기 위하여 냉동기 가동을 중단하고 운행하는 경우가 있고, 최근에는 학교 급식이 보편화 되면서 냉동기 가동 중단으로 인한 식중독 발생등 문제점이 언론에 보도가 되기도 했다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 냉동 탑차에 있어서, 적재함 내부를 냉방(또는 냉동)함에 있어서, 차량의 엔진동력을 전원으로 이용한 냉방장치 외에, 태양에너지를 이용하는 냉방장치를 보조할 수 있도록 하는 것이며, 더불어, 냉기를 저장하는 PCM 모듈의 축냉재를 이용해, 태양에너지를 통한 전원생산이 불가능한 경우(ex: 야간 등)에도 저장한 냉기를 통해 적재함 내부를 냉방을 할 수 있도록 한 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차 및 이의 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 이송수단의 엔진동력을 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 메인 압축기(40a), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압의 액상 냉매를 적재함 내 공기와 열교환시켜 적재함을 냉방시킨 후, 상기 메인 압축기(40a)로 순환시키는 증발기(70)로 이루어지는 메인 냉방장치(20); 이송차량의 PV 모듈(41)을 통한 태양에너지를 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 부가 압축기(40b), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압 액상 냉매의 냉열을 내부의 상변화 물질에 저장하거나, 저장된 냉열로 적재함 내부를 냉방시킨 후, 부가 압축기(40b)로 냉매를 순환시키는 PCM 모듈(80)로 이루어지는 부가 냉방장치(30);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 PV 모듈을 이용한 태양광을 보조전력을 사용하여, 차량을 냉방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 PCM 모듈을 이용하여 냉기를 저장하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 축냉을 이용함으로써, 엔진구동을 하지 않아도 태양이 없는 시간에 냉열을 적재함 내에 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량 연료량의 절감을 통해 운송비 및 판매원가를 낮출수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차의 실시예를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 2는 본 발명에 다른 메인 및 부가 냉방장치의 작동을 나타낸 일실시예의 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 메인 및 부가 냉방장치의 구동조건을 나타낸 일실시예의 다이어그램.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이러한 본 발명의 실시예를 살펴보면, 이송수단의 엔진동력을 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 메인 압축기(40a), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압의 액상 냉매를 적재함 내 공기와 열교환시켜 적재함을 냉방시킨 후, 상기 메인 압축기(40a)로 순환시키는 증발기(70)로 이루어지는 메인 냉방장치(20); 이송차량의 PV 모듈(41)을 통한 태양에너지를 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 부가 압축기(40b), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압 액상 냉매의 냉열을 내부의 상변화 물질에 저장하거나, 저장된 냉열로 적재함 내부를 냉방시킨 후, 부가 압축기(40b)로 냉매를 순환시키는 PCM 모듈(80)로 이루어지는 부가 냉방장치(30);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응축기(50) 및 팽창밸브(60)는 냉동사이클의 운전조건(냉매의 온도, 압력, 유량 중 어느 하나)에 따라 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30)의 냉동용량에 적합한 별개의 장치로 복수개 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30) 중 어느 하나가 작동될 시, 냉매의 유동방향이 제어되도록 하는 다수의 삼상밸브(V); 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 냉방장치(20)는 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 큰 경우, 또는 적재함 내 시간에 따른 온도기울기(dT/dt)가 0 이상일 경우 구동되도록, 제어부(90)에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부가 냉방장치(30)는 상기 PV 모듈(41)의 전력을 저장하는 PV 배터리(42)의 충전량이 사전설정 충전량 이상이면서, 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 작은 경우 구동되도록, 제어부(90)에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부가 냉방장치(30)는 상기 PV 모듈(41)의 생산 전력을 저장하기 위한 PV 배터리(42)가 상용전원에 의해서도 충전되어 구동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차의 제어방법의 실시예를 살펴보면, 적재함 내부온도를 설정온도와 비교판단하는 단계(S200); 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 큰 경우, 이송차량의 엔진동력을 이용한 메인 냉방장치(20)가 가동되어, 적재함이 냉방되는 단계(S300); 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 작은 경우, PV 모듈(41)을 통한 PV 배터리(42)의 충전량을 확인하는 단계(S400); PV 배터리(42)의 충전량이 사전설정 충전량 이상인 경우, 부가 냉방장치(30)가 가동되어, PCM 모듈(80)에 의해 냉열이 저장되거나 또는 적재함이 냉방되는 단계(S500); 로 이루어지는 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차의 제어방법을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차 및 이의 제어방법을 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차는 운전석의 후방에 컨테이너 형태의 적재함(B)이 구비되어, 상기 적재함(B) 내부에 운반물을 적재할 수 있도록 한 이송수단(10)이며, 메인 냉방장치(20), 부가 냉방장치(30)를 포함한다.
상기 메인 냉방장치(20)는 이송수단(10)의 적재함(B) 내부를 냉방/냉동하되,(하기에서는 설명의 편의를 위하여 냉방을 기준으로 설명한다.) 이러한 냉방/냉동을 위한 상기 메인 냉방장치(20)의 전원으로 이송수단(10)의 엔진 동력을 사용하는 것이다.
상기 메인 냉방장치(20)는 이송수단(10)의 엔진(Vehicle Engine)동력을 전원으로 사용하는 것으로, 냉동공조장치가 사용되며, 이러한 상기 냉동공조장치는 저온, 저압의 기체 냉매를 고온, 고압의 기체 냉매로 압축하는 메인 압축기(Compressor Mounting Kit, 40a), 상기 메인 압축기(40a)에서 전달된 고온, 고압의 기체 냉매를 저온, 고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(Condensor, 50), 상기 응축기(50)에서 전달된 저온, 고압의 액상 냉매를 저온, 저압의 액상 냉매로 만드는 팽창밸브(Expansion Valve, 60), 상기 팽창밸브(60)에서 전달된 저온, 저압의 액상 냉매를 외부의 공기와 열교환시켜 냉기를 방출하면서 저온, 저압의 기체 냉매가 되도록 하는 증발기(Cubic or Frontal Evaporator, 70)로 이루어진다. 물론, 상기 이송수단(10) 엔진(11)의 동력은 차량 배터리(Vehicle Battery, 12)로 저장되어 사용될 수 있음이다.
상기 부가 냉방장치(30)는 전술된 메인 냉방장치(20)와 마찬가지로 적재함(B) 내부를 냉방하되, 적재함(B)을 냉방하기 위해 소모되는 이송수단(10)의 연료량을 저감하고자, 태양광을 이용한 전원을 사용하는 부가 냉방장치(30)를 이용하여, 적재함(B)의 냉방(또는 냉동)을 보조하고자 하는 것이다.
이를 위한 상기 부가 냉방장치(30)는 메인 냉방장치(20)처럼 냉동공조장치가 사용되되, 압축기로는 메인 냉방장치(20)에서 사용되는 메인 압축기(40a)와는 별도로 부가 압축기(40b)가 사용되되, 응축기와 팽창밸브는 메인 냉방장치(20)에서 사용되는 응축기(50)와 팽창밸브(60)가 공용으로 사용되며, 상기 메인 냉방장치(20)에서 사용되는 증발기(70)를 대신하여 냉기를 저장하여 축냉하는 PCM 모듈(Phase change material module, 80)이 구비된다.
즉, 부가 냉방장치(30)에서는 부가 압축기(40b)에서 PV 모듈(41)을 통한 전원으로 저온, 저압의 기체 냉매를 고온, 고압의 기체 냉매로 압축을 하고, 상기 응축기(50)에서는 부가 압축기(40b)에서 전달된 고온, 고압의 기체 냉매를 저온, 고압의 액상 냉매로 변환시키며, 상기 팽창밸브(60)에서는 응축기(50)에서 전달된 저온, 고압의 액상 냉매를 저온, 저압의 액상 냉매로 만들되, 상기 PCM 모듈(80)은 이러한 저온, 저압의 액상 냉매의 냉열을 PCM 모듈(80) 내부에 있는 축냉재인 상변화 물질(PCM)에 저장(축냉)한 후, 이러한 냉매를 부가 압축기(40b)로 전달하여, 냉매가 상기와 같은 부가 압축기(40b), 응축기(50), 팽창밸브(60), PCM 모듈(80)을 순환하도록 하는 것이다. 물론, 상기 PCM 모듈(80)에 저장된 냉기는 적재함 내부의 냉방에 사용되는 것으로, 상기와 같이 PCM 모듈(80)에 냉기가 저장됨에 따라, 차량이 정지되어 있는 상태이면서(차량 엔진이 미운전시), 태양이 없는 야간시 등에, 제어부(90)를 통해 적재함 내부에 냉열을 공급할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 상기 부가 냉방장치(30)는 태양광을 전원으로 사용하는 것으로서, 이송수단(10)의 외부에 고정설치되어 태양광을 집광하여 전원을 생산하는 PV 모듈(Photovoltaic Module, 태양전지를 직, 병렬로 연결한 후 특수강화유리, AL Frame 등으로 밀착시켜 제작한 것, 41)(본 발명에서는 적재함(B)의 외측 상면에 설치하였지만, 이러한 설치위치는 태양광을 효율적으로 받을 수 있는 위치라면 사용자에 따라 다양하게 변경이 가능할 것이다.)과, 상기 PV 모듈(41)에서 생산되는 전원을 저장하는 PV 배터리(PV Charged Battery, 42)와, 상기 PV 배터리(42)의 전원을 부가 냉방장치(30)에 전원으로 사용될 수 있도록 하는 PV 전원제어부(PV Power Control, 43)를 더 구비한다.
즉, 전술된 상기 부가 냉방장치(30)는 적재함(B) 내부를 냉방함에 있어서, 전술된 메인 냉방장치(20)만을 사용하지 않고, 태양광을 전원으로 하는 부가 냉방장치(30)를 적재함(B) 내부의 냉방에 사용될 수 있도록 함으로써, 이송수단(10)의 연료 소모량을 감소시킬 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 메인 냉방장치와 부가 냉방장치의 구성 및 도 2의 도시를 참조하여, 메인 냉방장치(20)와, 부가 냉방장치(30)의 냉매 흐름 및 전원인가 형태를 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 메인 냉방장치(20)는 차량의 엔진(11) 동력을 통해 작동되는 것으로, 냉매는 메인 압축기(40a) -> 응축기(50) -> 팽창밸브(60) -> 증발기(70) 순서로 순환하게 되고, 증발기(70)가 적재함(B)에 설치되어, 적재함(B) 내부를 냉방시키는 역할을 하게 되는 것이다.(도 2의 (A))
또한, 상기 부가 냉방장치(30)는 메인 냉방장치(20)에서 사용되는 응축기(50) 및 팽창밸브(60)를 공용으로 사용하는 것으로, PV 모듈(41)을 통해 생산되는 전원을 사용하면서, PCM 모듈(80)에 냉기를 저장하여 사용하는 것으로, 냉매는 부가 압축기(40b) -> 응축기(50) -> 팽창밸브(60) -> PCM 모듈(80) 순서로 순환하게 되고, 이 중에 PCM 모듈(80)이 적재함(B) 내에 설치되어, PCM 모듈(80) 내 상변화 물질(PCM)에 저장되어 있는 냉기로 적재함(B) 내부를 냉방시켜, 적재함 냉방을 보조할 수 있도록 하는 것이다.(도 2의 (B))
더불어, 본 발명에서는 상기와 같은 도 2의 실시예를 통해, 응축기(50)와 팽창밸브(60)를 메인 냉방방치(20)와 부가 냉방장치(30)가 공용으로 사용되도록 구성하였지만, 사용자의 다양한 실시예에 따라서, 응축기와 팽창밸브를 각각 2개씩 구비함으로서, 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30)에서 각각 응축기와 팽창밸브를 개별적으로 사용할 수 있도록 구성할 수도 있음이다.
물론, 상기와 같이 응축기와 팽창밸브를 각각 복수개씩 사용하게 될 경우, 각각의 응축기와 팽창밸브는 냉동사이클의 운전조건에 따라 메인 냉방장치(20)와 부가냉방장치(30) 각각에 적용이 가능한 별개의 용량으로 사용되어, 복수개의 응축기 및 복수개의 팽창밸브 각각이 상호간 크기(용량)가 상이해질 수 있음이다.
도 3은 본 발명에 따른 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30)의 작동관계를 통해, 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차의 제어방법을 나타낸 것이다.
1. 초기화 단계(S100단계): 적재함(B) 내 온도, PV 모듈(41)의 전압, 엔진(11) 구동상태 등을 체크하는 단계이다.
2. 적재함 내부온도를 설정온도와 비교판단하는 단계(S200): 이송수단 내부의 적재함 내부 온도를 사용자가 사전설정한 설정온도와 비교하는 단계로써, 비교판단 후, 전술된 구성의 메인 냉방장치(20) 또는 부가 냉방장치(30)가 제어부(90)에 의해 각각의 구동조건에 해당될 시 구동되도록 하는 것이다.
3. 상기 S200단계에서 내부온도와 설정온도를 비교하여, 설정온도보다 내부온도의 온도가 하강되어 있는지를 확인하고, 내부온도가 더 낮아진 상태라면 히터를 가동시키는 단계(S210단계): 본 발명의 탑차에는 가열수단(ex: 히터 등)이 더 구비될 수 있는데, 메인 냉방장치(20) 또는 부가 냉방장치(30)가 구동되기 이전에, 전술된 적재함 내부온도를 설정온도와 비교판단하는 단계(S200)에서, 적재함 내부온도가 설정온도보다 더 낮아진 경우 상기 가열수단을 구동시켜 적재함 내 온도를 설정온도에 도달하도록 하는 것이다.
4. 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 큰 경우, 이송차량의 엔진동력을 이용한 메인 냉방장치(20)가 가동되어, 적재함이 냉방되는 단계(S300): 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30)는 제어부(90)에 의해 작동조건에 따라 제어되어 작동되도록 하며, 우선적으로 메인 냉방장치(20)가 작동되는 조건은 하기와 같다.
첫째, 이송수단의 적재함(B) 내부온도를 측정하여, 적재함 내부온도를 설정온도와 비교판단했을 시, 온도차이 ㅿT(내부온도 - 설정온도)가 설정기준값 이상 벗어나거나, 둘째, 이송수단의 적재함 내부의 온도기울기(dT/dt)가 0과 동일하거나 더 클 경우(적재함 내 온도가 일정하거나 또는 온도가 상승하는 경우) 메인 냉방장치(20)가 구동되도록 한다.(S200, S300단계) (ex: 설정온도= -10℃, 설정기준값 = 10℃라 설정했을 경우, 적재함 내부 온도가 0℃ 이상으로 상승하면 메인 냉방장치(20)가 구동.)
5. 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 작은 경우, PV 모듈(41)을 통한 PV 배터리(42)의 충전량을 확인하는 단계(S400) 및 PV 배터리(42)의 충전량이 사전설정 충전량 이상인 경우, 부가 냉방장치(30)가 가동되어, PCM 모듈(80)에 의해 냉열이 저장되거나 또는 적재함이 냉방되는 단계(S500): S400 및 S500단계에서는 부가 냉방장치(30)를 가동시켜, 낮시간에는 PV 모듈(41)을 통해 전력을 생산하여 PCM 모듈(80)에 냉열을 저장하고, 차량의 엔진이 구동중이 아니며 태양이 없는 야간의 시간에 제어부(90)를 통해 PCM 모듈(80)에 저장되어 있는 냉열을 적재함에 공급하여 냉방을 시킬 수 있도록 하는 것이다.
이러한 부가 냉방장치(30)가 작동되는 기준을 살펴보면, 전술된, 메인 냉방장치(20)가 구동되는 2가지 조건을 제외한 나머지 조건에서 작동되는 것으로, 상기 적재함(B) 내 상기 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 작은 경우(ex: 설정온도= -10℃, 설정기준값 = 10℃라 설정했을 경우, 적재함 내부온도가 -10℃ ~ 0℃ 사이의 온도이면 부가 냉방장치(30)가◎구동.)에, 상기 PV 모듈(41)에서 전력이 생산되어 PV 배터리(42)에 전원이 충전되어 있다면 가동되는 것이다. 이 경우, 상기 PV 배터리(42)에 충전되어 있는 충전량을 확인하여, 충전량이 사전설정 충전량 이상일 경우 작동을 하게 되며, 상기 사전설정 충전량은 PV 배터리(42)에 충전할 수 있는 총 충전량 100% 대비 20%이상 충전되어 있는 경우이다.
하지만, 상기 PV 배터리(42)에 저장되어 있는 충전량이 20% 이하라면, 부가 냉방장치(30)를 사용하지 않고 메인 냉방장치(20)를 가동시킬 수 있도록 함은 당연할 것이다.
물론, 부가 냉방장치(30)를 구동하기 위한 PV 배터리(42) 사전설정 충전량을 본 발명에서는 20%이상이라 기재하였지만, 이러한 사전설정 충전량은 사용자의 실시예에 따라 다양하게 변경이 가능함은 당연하다.
더불어, 전술된 이러한 부가 냉방장치(30)는 사용자에 따라서 상용전원을 통해 PV 배터리(42)를 충전하여 작동되도록 할 수도 있음이다.
상기에서 설명되지 않은 도면의 부호 'V'는 3상 밸브를 나타내며, 본원발명의 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차는 사용자의 실시예에 따라 사용자의 실시예에 따라 냉장/냉동을 위한 탑차에 사용될 수도 있음이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 이송수단 11: 엔진
12: 차량 배터리 13: 차량 조작부
20: 메인 냉방장치 30: 부가 냉방장치
40a: 메인 압축기 40b: 부가 압축기
41: PV 모듈 42: PV 배터리
43: PV 전원제어부 50: 응축기
60: 팽창밸브 70: 증발기
80: PCM 모듈 90: 제어부
B: 적재함 V: 삼상밸브(3-Way Valve)

Claims (7)

  1. 이송수단의 엔진동력을 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 메인 압축기(40a), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압의 액상 냉매를 적재함 내 공기와 열교환시켜 적재함을 냉방시킨 후, 상기 메인 압축기(40a)로 순환시키는 증발기(70)로 이루어지는 메인 냉방장치(20);
    이송차량의 PV 모듈(41)을 통한 태양에너지를 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 부가 압축기(40b), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압 액상 냉매의 냉열을 내부의 상변화 물질에 저장하거나, 저장된 냉열로 적재함 내부를 냉방시킨 후, 부가 압축기(40b)로 냉매를 순환시키는 PCM 모듈(80)로 이루어지는 부가 냉방장치(30);로 이루어지며,
    상기 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30) 중 어느 하나가 작동될 시, 냉매의 유동방향이 제어되도록 하는 다수의 삼상밸브(V)가 구비되며,
    상기 메인 냉방장치(20)는 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 큰 경우, 또는 적재함 내 시간에 따른 온도기울기(dT/dt)가 0 이상일 경우 구동되도록 제어부(90)에 의해 제어되고,
    상기 부가 냉방장치(30)는 PV 모듈(41)의 전력을 저장하는 PV 배터리(42)의 충전량이 사전설정 충전량 이상이면서, 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 작은 경우 구동되도록 제어부(90)에 의해 제어되며,
    상기 부가 냉방장치(30)는 PV 모듈(41)의 생산 전력을 저장하기 위한 PV 배터리(42)가 상용전원에 의해 충전되어 구동이 가능한 것을 특징으로 하는 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차.
  2. 이송수단의 엔진동력을 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 메인 압축기(40a), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압의 액상 냉매를 적재함 내 공기와 열교환시켜 적재함을 냉방시킨 후, 상기 메인 압축기(40a)로 순환시키는 증발기(70)로 이루어지는 메인 냉방장치(20);
    이송차량의 PV 모듈(41)을 통한 태양에너지를 전원으로 사용하여, 냉매를 고온고압의 기상으로 압축하는 부가 압축기(40b), 고온고압의 냉매를 응축시켜 저온고압의 액상 냉매로 변환시키는 응축기(50), 응축된 냉매를 저온저압의 형태로 만드는 팽창밸브(60), 저온저압 액상 냉매의 냉열을 내부의 상변화 물질에 저장하거나, 저장된 냉열로 적재함 내부를 냉방시킨 후, 부가 압축기(40b)로 냉매를 순환시키는 PCM 모듈(80)로 이루어지는 부가 냉방장치(30);로 이루어지며,
    상기 응축기(50) 및 팽창밸브(60)는 냉동사이클의 운전조건에 따라 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30)의 냉동용량에 적합한 별개의 장치로 복수개 사용되고,
    상기 메인 냉방장치(20)와 부가 냉방장치(30) 중 어느 하나가 작동될 시, 냉매의 유동방향이 제어되도록 하는 다수의 삼상밸브(V)가 구비되며,
    상기 메인 냉방장치(20)는 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 큰 경우, 또는 적재함 내 시간에 따른 온도기울기(dT/dt)가 0 이상일 경우 구동되도록 제어부(90)에 의해 제어되고,
    상기 부가 냉방장치(30)는 PV 모듈(41)의 전력을 저장하는 PV 배터리(42)의 충전량이 사전설정 충전량 이상이면서, 적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 작은 경우 구동되도록 제어부(90)에 의해 제어되며,
    상기 부가 냉방장치(30)는 PV 모듈(41)의 생산 전력을 저장하기 위한 PV 배터리(42)가 상용전원에 의해 충전되어 구동이 가능한 것을 특징으로 하는 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차.
  3. 적재함 내부온도를 설정온도와 비교판단하는 단계(S200);
    적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 큰 경우, 이송차량의 엔진동력을 이용한 메인 냉방장치(20)가 가동되어, 적재함이 냉방되는 단계(S300);
    적재함 내부온도와 설정온도의 차이가 설정기준값보다 작은 경우, PV 모듈(41)을 통한 PV 배터리(42)의 충전량을 확인하는 단계(S400);
    PV 배터리(42)의 충전량이 사전설정 충전량 이상인 경우, 부가 냉방장치(30)가 가동되어, PCM 모듈(80)에 의해 냉열이 저장되거나 또는 적재함이 냉방되는 단계(S500);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양에너지와 축냉재를 이용한 냉동 탑차의 제어방법.
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