KR101506187B1 - 하이브리드 축냉시스템 - Google Patents

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KR101506187B1 KR20130123109A KR20130123109A KR101506187B1 KR 101506187 B1 KR101506187 B1 KR 101506187B1 KR 20130123109 A KR20130123109 A KR 20130123109A KR 20130123109 A KR20130123109 A KR 20130123109A KR 101506187 B1 KR101506187 B1 KR 101506187B1
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Abstract

본 발명은 아이스크림, 농,축,수산물을 냉장·냉동상태로 보관 또는 운송하는 저온저장고 및 냉장·냉동 트럭에 적용되는 축냉시스템에 있어서, 심야시간에 AC냉동기를 가동하여 적재함 내부에 저장되어 있는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장하며, 적재함 내부를 냉장 또는 냉동온도로 유지함에 있어서, 적재함 외부에 설치되어 있는 AC냉동기의 응축기(Condenser)에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 분지관(branch pipe)을 사용하여 적재함 내부에 설치되어 있는 증발기(Evaporator)와 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)이 충진되어 있는 축냉조 내부의 냉매가스 열교환기로 분할 순환시킴으로서, 적재함 내부 공기를 증발기(Evaporator)유닛(Unit)에 설치되어 있는 송풍기를 사용하여 증발기에서 발생되는 저온 열에너지와 열교환을 통해 냉각시키고, 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 냉매가스 열교환기에서 발생되는 저온 열에너지와 열교환을 통해 상태변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장 하게 된다. 이때, 축냉조 상부에 증발기(Evaporator)를 설치하고, 축냉조 하부에 공기 흡입구를 설치하여 적재함 내부 공기가 증발기(Evaporator)유닛(Unit)에 설치되어 있는 송풍기 가동 시, 공기 흡입구를 통해 흡입되어 축냉조 내부에 충진되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)에서 자연 방냉 되는 저온 열에너지와 1차 열교환 하며 냉각된 후, 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)에 설치되어 있는 전열핀을 통과하며 2차 열교환 하며 멀티(Multi)냉각되어 적재함 내부로 배출되어 냉각 효율 높이며, 주간에 AC냉동기를 가동하지 않을 때 에는 축냉조 내부에 충진되어 있는 상변화(액체에서 고체)를 통해 저온 열에너지를 저장한 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)에서 자연방냉되는 저온 열에너지와 적재함 내부 공기와의 열교환을 통해 적재함 내부를 냉각하는 것을 특징으로 한 하이브리드 축냉시스템에 관한 것이다.
[색인어]
AC냉동기, 저온잠열 P.C.M, 응축기,분지관, 증발기, 냉매가스 열교환기, 축냉조, 제1 팽창밸브, 제2 팽창밸브, 전자변, 송풍기

Description

하이브리드 축냉시스템{Hybrid cold storage system.}
본 발명은 심야시간에 AC냉동기를 가동하여 적재함 내부을 냉각하며, 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장한 후, 주간시간에 AC냉동기를 가동하지 않고 저장된 저온열에너지를 사용하여 적재함 내부를 냉각시켜 냉장 또는 냉동 온도범위로 유지하는 축냉시스템에 관한 것이다.
일반적으로 적재함 내부를 냉장 또는 냉동 온도범위로 유지하는 축냉시스템은 냉동탑차에 주로 적용되고 있다. 이러한 냉동탑차용 축냉시스템은 심야시간에 AC냉동기를 가동하여 적재함 내부 천정에 설치되어 있는 축냉판 또는 축냉모듈 내부에 충진되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 상변화(액체에서 고체)시키며, 축냉판 또는 축냉모듈 표면에서 자연 방냉 되는 저온열에너지를 사용하여 적재함 내부를 냉각시켜 냉장 또는 냉동 물품의 저온 저장고로 사용하며, 주간에는 AC냉동기를 가동하지 않고 차량 운행 중 축냉판 또는 축냉모듈 표면에서 자연 방냉 되는 저온열에너지를 사용하여 적재함 내부를 냉장 또는 냉동온도로 유지하게 된다.
[특허 문헌 1] KR 10-0907338, KR 10-1029014 2009.07.03, 2011.04.06
그러나, 일반적인 축냉시스템은 심야시간에 AC냉동기를 가동하여 적재함 내부를 냉장·냉동온도로 냉각 유지하며, 축냉판 또는 축냉모듈 내부에 충진되어 있는 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장함에 있어서, 적재함 내부를 냉장·냉동온도로 냉각시키는 수단으로 축냉판 또는 축냉모듈 표면에서 자연 방냉 되는 저온 열에너지를 사용함에 따라, 시간이 지날수록 축냉판 또는 축냉모듈 표면에 성애가 대량 발생하여, 그 두께가 두꺼워져 성애가 단열재 역할을 함에 따라, 자연 방냉 되는 저온 열에너지를 사용하여 적재함 내부를 냉장·냉동온도로 냉각 유지하는데 있어서 적정 온도로 냉각시키는데 소요되는 시간이 늘어나고, 오랜 시간 발생된 성애를 제거하지 않으면 심야시간에 적재함 내부를 적정온도로 냉각시키지 못함에 따라 적재함 내부의 상품이 녹아 내려 손상이오는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 심야시간에 AC냉동기를 가동하여 적재함 내부를 냉장·냉동온도로 냉각 유지하며, 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장함에 있어서 저온 잠열 P.C.M (Phase Change Material)에서 자연 방냉되는 저온 열에너지만을 사용하여 적재함 내부를 냉장·냉동온도로 냉각 유지함에 있어서, 시간이 지남에 따라 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)이 충진 되어 있는 축냉판 또는 축냉모듈 표면의 성애발생으로 인한 적재함 내부를 냉각하는데 필요한 저온열에너지가 부족한 문제점을 해결하는 구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 아이스크림, 농,축,수산물을 냉장·냉동상태로 보관 또는 운송하는 저온저장고 및 냉장·냉동 트럭에 적용되는 축냉시스템에 있어서, 심야시간에 AC냉동기를 가동하여 적재함 내부에 저장되어 있는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장하며, 적재함 내부를 냉장 또는 냉동온도로 냉각시켜 유지함에 있어서, 적재함 외부에 설치되어 있는 AC냉동기의 응축기(Condenser)에서 배출되는 냉매가스(Gas)를 분지관(branch pipe)을 사용하여 적재함 내부에 설치되어 있는 증발기(Evaporator)와 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)이 충진되어 있는 축냉조 내부의 냉매가스 열교환기로 분할 순환시킴으로서, 적재함 내부 공기를 증발기(Evaporator)유닛(Unit)에 설치되어 있는 송풍기를 사용하여 증발기에서 발생되는 저온 열에너지와 열교환을 통해 냉각시키고, 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)을 냉매가스 열교환기에서 발생되는 저온 열에너지와 열교환을 통해 상태변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장 하게 된다.
이때, 축냉조 상부에 증발기(Evaporator)를 설치하고, 축냉조 하부에 공기 흡입구를 설치하여 적재함 내부 공기가 증발기(Evaporator)유닛(Unit)에 설치되어 있는 송풍기 가동 시, 공기 흡입구를 통해 흡입되어 축냉조 내부에 충진되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)에서 자연 방냉 되는 저온 열에너지와 1차 열교환하며 냉각된 후, 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)에 설치되어 있는 전열핀을 통과하며 2차 열교환 하며 멀티(Multi)냉각되어 적재함 내부로 배출됨에 따라, 적재함 내부를 냉장 또는 냉동 적정온도로 유지하기 위한 충분한 저온 열에너지가 공급되어 냉각 효율이 증가되는 매우 유용한 발명인 것이다.
상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 심야전력을 사용하여 AC냉동기를 가동하여 아이스크림, 농,축,수산물을 냉장·냉동상태로 보관 또는 운송하는 저온저장고 및 냉장·냉동 트럭에 적용되는 축냉시스템에 있어서, 심야에 적재함 내부를 냉장 또는 냉동 적정온도로 유지하며 주간에 냉동기 가동 없이 적재함 내부를 냉장 또는 냉동 적정온도로 유지하기 위한 저온 열에너지를 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)에 저장할 수 있으며, 또한, AC냉동기 가동 시에는 물건 상하차를 위한 적재함의 잦은 개폐 에도 빠르게 적정 냉장 또는 냉동 온도복원이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 하이브리드 축냉시스템은 AC냉동기 가동 시에는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)에서 자연 방냉되는 저온 열에너지 와 증발기(Evaporator)에서 발생되는 저온 열에너지를 함께 사용하여 적재함 내부의 공기와 멀티(Multi) 열교환을 통하여 적재함 내부 온도를 보다 저온으로 냉각 시킬 수 있어, 최적의 제품 보관 상태를 유지 하며, 보다 저온에서 보관, 운송해야 되는 제품에 적용할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1 은 종래의 축냉식 냉동차량의 측면도이다.
도 2 은 본 발명에 따른 하이브리드 축냉시스템의 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 하이브리드 축냉시스템이 적용된 냉동차량의 측면도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1. AC냉동기 2. 적재함
3. 압축기(Compressor) 4. 응축기(Condenser)
5. 증발기(Evaporator)유니트(Unit) 5a. 증발기
6. 전자변(Solenoid valve) 7. 제 1 냉매순환 라인(Line)
8. 제 2 냉매순환 라인(Line) 9. 제 1 팽창밸브(Expansion valve)
10. 제 2 팽창밸브(Expansion valve) 11. 냉매가스 열교환기
12. 축냉조 13. P.C.M(Phase Change Material)
14. 송풍기 15. 공기 흡입구
16. 공기 배출구 17. 단열판넬
18. 분지관(branch pipe)
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래의 축냉식 냉동차량의 측면도이다.
도 2 은 본 발명에 따른 하이브리드 축냉시스템의 구성도이다.
즉, 본 발명은 아이스크림, 농,축,수산물을 냉장·냉동상태로 보관 또는 운송하는 저온저장고 및 냉장·냉동 트럭에 적용되는 축냉시스템에 있어서, 심야시간에 AC냉동기(1)를 가동하여 적재함(2) 내부에 저장되어 있는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온 열에너지를 저장하며, 동시에 적재함(2)내부를 냉장 또는 냉동온도로 유지함에 있어서, 적재함(2) 외부에 설치되어 있는 AC냉동기(1)의 응축기(Condenser)(4)에서 배출되는 중온고압의 냉매를 분지관(branch pipe)(18)을 사용하여 제 1 냉매순환 라인(Line)(7) 과 제 2 냉매순환 라인(Line)(8)으로 분할하고, 제 1 냉매순환 라인(Line)(7)에는 전자변(Solenoid valve)(6)과 제 1 팽창밸브(Expansion valve)(9)가 설치되어 있는 전열핀으로 구성된 증발기 유닛(Unit)(5)이 연결되어 있으며, 제 2 냉매순환 라인(Line)(8)에는 제 2 팽창밸브(10)와 증발기 역할을 하는 냉매가스 열교환기(11)가 연결되어 있어, 제 1 냉매순환 라인(Line)(7)과 연결된 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)을 구성하는 송풍기(14)에 의하여 적재함(2) 내부 공기가 증발기(Evaporator)(5a)와 열교환을 통해 냉각되고, 제 2 냉매순환 라인(Line)(8)과 연결된 냉매가스 열교환기(11)가 축냉조(12)에 충진되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)과 열교환 하여 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온열에너지를 저장하게 된다. 이때, 적재함(2) 내부를 냉장 또는 냉동 온도로 냉각 시키기 위하여 증발기(Evaporator)유닛(Unit)(5)에 구성되어 있는 송풍기(14) 가동 시, 적재함(2) 내부 공기가 축냉조(12) 하부에 설치되어 있는 공기 흡입구(15)를 통해 흡입되어 축냉조 (12) 내부에 충진되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)에서 자연 방냉되는 저온 열에너지와 1차 열교환 하며 냉각된 후, 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)에 설치되어 있는 전열핀을 통과하며 2차 열교환 하며 멀티(Multi)냉각되어 적재함(2) 내부로 배출되어 적재함(2) 내부를 보다 빠르게 저온상태로 냉각 시킬 수 있게 됨으로써, 적재함(2) 내부에 적재된 저온보관 제품을 최적 상태로 유지 할 수 있게 된다. 또한, 주간에 AC냉동기(1)를 가동하지 않을 때 에는 축냉조(12) 상부에 설치되어 있는 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)에 구성되어 있는 송풍기(14)를 가동하여, 축냉조(12) 내부에 충진되어 있는 상변화(액체에서 고체)를 통해 저온 열에너지를 저장한 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)(13)에서 자연 방냉 되는 저온 열에너지와 적재함(2) 내부 공기와의 열교환을 통해 적재함(2) 내부를 냉장 또는 냉동온도로 유지하게 되는 것이다.

Claims (4)

  1. 지상 AC전원으로 가동 되는 AC냉동기(1);
    상기 AC냉동기를 구성하는 압축기(Compressor)(3);
    상기 압축기(Compressor)(3)에서 배출되는 고온 고압의 냉매를 전달받아 저온고압의 냉매로 만드는 응축기(Condenser)(4);
    상기 응축기(Condenser)(4)에서 배출되는 중온고압의 냉매를 제 1 냉매순환 라인(Line)(7) 과 제 2 냉매순환 라인(Line)(8)으로 분할하는 분지관(branch pipe)(18);
    상기 분할되어 냉매가 공급되는 제 1 냉매순환 라인(Line)(7)에 설치되어 있는 전자변(Solenoid valve)(6)과 제 1 팽창밸브(Expansion valve)(9)에 연결되어 있는 전열핀으로 구성된 증발기 유닛(Unit)(5);
    상기 분할되어 냉매가 공급되는 제 2 냉매순환 라인(Line)(8)에 설치되어 있는 제 2 팽창밸브(10)가 연결되어 있는 증발기(5a) 역할을 하는 냉매가스 열교환기(11);
    상기 제 1 냉매순환 라인(Line)(7)과 연결된 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)을 구성하는 송풍기(14);
    상기 송풍기에 의해 증발기(Evaporator)(5a)로 흡입되어 냉각되는 적재함(2)내부 공기;
    AC 냉동기(1)가동 시 상기 제 2 냉매순환 라인(Line)(8)과 연결된 냉매가스 열교환기(11)에서 냉매가스가 증발과정을 거치며 발생되는 저온 열에너지 와 열교환 하며 냉각되어 0℃이하의 일정한 온도에서 어는점이 형성되며 상변화(액체에서 고체) 과정을 거치며 저온 열에너지가 저장되는 축냉조(12)에 충진되어 있는 저온 잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13);
    상기 제 1 냉매순환 라인(Line)(7)의 증발기(Evaporator)(5a)와 제 2 냉매순환 라인(Line)(8)의 냉매가스 열교환기(11)을 통과한 저온저압의 냉매가스가 압축기(Compressor)(3)와 연결된 하나의 냉매순환 배관으로 병합되어 순환함으로써 심야시간에 AC냉동기를 가동하여 압축, 응축 ,팽창, 증발로 이루어지는 냉동사이클을 형성하며 적재함(2)내부를 냉각하며, 동시에 냉동사이클 중 제2 냉매순환 라인(Line)(8)과 연결된 냉매가스 열교환기(11)에서 냉매가스가 증발과정을 거치며 발생되는 저온 열에너지와 열교환 하며 냉각되어 0℃이하의 일정한 온도에서 어는점이 형성되며 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)을 상변화(액체에서 고체)시켜 저온열에너지를 저장하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 축냉시스템.
  2. 청구항 1에 있어서 적재함(2) 내부를 냉장 또는 냉동 온도로 냉각시키기 위하여 적재함(2) 내부 공기를 냉각시키기 위하여 증발기(Evaporator)유닛(Unit)(5)에 구성되어 있는 송풍기(14) 가동 시;
    적재함(2) 내부 공기가 축냉조(12) 하부에 설치되어 있는 공기 흡입구(15)를 통해 흡입되어 축냉조(12) 내부에 충진되어 있는 저온잠열 P.C.M(Phase Change Material)(13)에서 자연 방냉 되는 저온 열에너지와 1차 열교환 하며 냉각된 후;
    증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)에 설치되어 있는 전열핀을 통과하며 2차 열교환을 통해 멀티(Multi)냉각되어 송풍기(14)의 공기 배출구(16)를 통해 적재함(2) 내부로 송풍되어 적재함(2) 내부를 보다 빠르게 저온상태로 냉각 시킬 수 있게 됨으로써, 적재함(2) 내부에 적재된 냉장 또는 냉동제품이 제품 상,하차를 위하여 문(Door) 개폐 시, 냉장 또는 냉동 보관온도 범위 밖으로 노출되는 시간을 줄일 수 있게 되며;
    주간에 AC냉동기(1) 가동하지 않을 시;
    축냉조(12) 상부에 설치되어 있는 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)에 구성되어 있는 송풍기(14)를 가동하여, 축냉조(12) 내부에 충진되어 있는 상변화(액체에서 고체)를 통해 저온 열에너지를 저장한 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)(13)에서 자연 방냉 되는 저온 열에너지와 적재함(2) 내부 공기와의 열교환을 통해 적재함(2) 내부를 냉장 또는 냉동온도로 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 축냉시스템.
  3. 청구항 1에서 제 1 냉매순환 라인(Line)(7)에 설치되어 있는 전자변(Solenoid valve)(6)은 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)에 구성되어 있는 송풍기(14)와 하나의 접점(Contact)으로 연결되어 운전석에 설치되는 온도콘트롤 스위치(Temperature Control switch)에 의해 ON, OFF 되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 축냉시스템.
  4. 청구항 1에서 저온잠열P.C.M(Phase Change Material)(13)이 충진되어 있는 축냉조(12)와 축냉조(12) 상부, 적재함(2) 천정에 부착설치 되어 있는 증발기(Evaporator) 유닛(Unit)(5)은 적재함(2) 전면에 위치해 있으며, 하부에 공기흡입구(15)와 상부에 공기배출구(16)가 구성되어 있는 단열판넬(17)로 적재함(2) 내부 공기와 열교환을 차단시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 축냉시스템.
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