KR101516922B1 - 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치된 주저빙실; 물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치되며, 상기 주저빙실과 연통되는 보조저빙실; 겨울철 외부의 냉기를 상기 주저빙실과 보조저빙실로 유입시켜 상기 트레이어셈블리들에 채워진 물을 제빙시키는 외기유입유닛; 상기 보조저빙실의 냉기가 통하도록 보조저빙실과 연통되는 냉방실; 상기 보조저빙실과 냉방실을 연통시켜 상기 냉방실로 냉기를 공급하는 냉기공급유닛;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 저장된 겨울철 냉기를 이용하여 봄철, 여름철, 가을철에 생활공간을 냉방하거나 농산물 등의 저장물을 신선하게 장기간 보관하게 되고 또한 전기에너지의 사용도 최소화하게 된다.

Description

자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템{AIR CONDITIONING AND FOOD STORING SYSTEM USING THE COLD ENERGY OF NATURAL ICE AND SNOW}

본 발명은 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 건물의 실내를 냉방시 전기에너지로 냉동사이클시스템을 운전시켜 실내를 냉방시킨다. 냉동사이클시스템은 압축기, 응축기, 증발기, 팽창유닛(모세관) 등을 포함하며, 전기에너지가 압축기에 공급되면 압축기에서 전기에너지를 운동에너지로 변환시키면서 냉매를 압축하여 펌핑하며, 압축된 냉매는 응축기 - 증발기 - 모세관 - 압축기를 순환하면서 응축기에서 열을 방출하고 증발기에서 열을 흡수하여 냉기를 발생시킨다. 증발기에서 발생되는 냉기를 실내로 순환시켜 실내를 냉방시킨다.

한편, 음식물(저장물)을 신선하게 장기간 보관할 경우에도 냉장실에 음식물을 저장한 다음 냉동사이클시스템의 증발기에서 발생되는 냉기를 냉장실에 순환 유동시켜 냉장실을 차가운 상태로 유지시켜 음식물을 신선하게 보관하게 된다.

그러나, 냉동사이클시스템을 이용하여 건물의 실내를 냉방시키거나 냉장실를 차가운 상태로 유지시키게 되면 많은 전기에너지가 필요하게 되어 전기에너지를 생산하기 위한 환경 오염을 증가시키게 된다. 또한, 건물 실내의 열을 실외로 방출시키게 되어 건물 외부의 온도를 상승시키게 된다. 냉장실의 경우 냉기를 순환시키게 되므로 냉장실에 저장된 음식물에서 수분이 증발되어 음식물의 신선도가 떨어지게 된다.

본 발명의 목적은 겨울철의 냉기를 이용하여 봄철, 여름철, 가을철에 농산물 등의 저장물을 신선하게 장기간 보관하거나 실내를 쾌적하게 냉방시키는 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 농산물 등의 저장물을 신선하게 장기간 보관하거나 실내를 쾌적하게 냉방시키기 위한 전기에너지의 사용을 최소화하는 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치된 주저빙실; 물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치되며, 상기 주저빙실과 연통되는 보조저빙실; 겨울철 외부의 냉기를 상기 주저빙실과 보조저빙실로 유입시켜 상기 트레이어셈블리들에 채워진 물을 제빙시키는 외기유입유닛; 상기 보조저빙실의 냉기가 통하도록 보조저빙실과 연통되는 냉방실; 상기 보조저빙실의 냉기를 상기 냉방실로 공급하는 냉기공급유닛;을 포함하는 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템이 제공된다.

상기 주저빙실과 보조저빙실의 각 트레이어셈블리는 상측이 개구된 육면체통 형상으로 형성된 다수 개의 트레이들과, 상기 트레이들이 각각 상하로 일정 간격을 두고 수직 방향으로 적재되는 적재프레임을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 주저빙실의 상측벽 또는 보조저빙실의 상측벽은 반구 형상의 곡면인 것이 바람직하다.

상기 외기유입유닛은 상기 주저빙실의 한쪽에 구비되어 외부의 공기가 유입되는 유입구와, 상기 주저빙실의 상부에 구비되어 상기 주저빙실로 유입된 외부 공기가 유출되는 제1 유출구와, 상기 보조저빙실의 상부에 구비되어 상기 보조저빙실로 유입된 외부 공기가 유출되는 제2 유출구와, 상기 유입구를 개폐하는 유입측 개폐유닛과, 상기 제1 유출구를 개폐하는 제1유출구 개폐유닛과, 상기 제2 유출구를 개폐하는 제2유출구 개폐유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 냉기공급유닛은 상기 보조저빙실의 냉기를 상기 냉방실의 상부로 안내하는 공급배관라인과, 상기 냉방실로 공급되어 가열된 가열 공기를 상기 보조저빙실쪽으로 안내하는 리턴배관라인과, 상기 보조저빙실의 냉기를 상기 공급배관라인으로 송풍시키는 공급송풍유닛과, 상기 냉방실의 가열된 공기를 리턴배관라인으로 송풍시키는 리턴송풍유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 주저빙실과 보조저빙실의 트레이어셈블리에서 해빙된 해빙수를 상기 냉방실로 순환 유동시켜 해빙수의 냉기를 상기 냉방실로 전달하는 해빙수냉기공급유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

해빙수냉기공급유닛은 냉방실에 설치되며 공급되는 해빙수가 냉방실의 공기와 열교환이 이루어지는 열교환배관라인과, 상기 트레이어셈블리의 수직 방향으로 위치하는 트레이들에 각각 연결되는 물유출관들과, 상기 물유출관들을 각각 상기 열교환배관라인의 한쪽 단부에 연결시키는 제1 분지연결관과, 상기 트레이어셈블리의 수직 방향으로 위치하는 트레이들에 각각 연결되는 물유입관들과, 상기 물유입관들을 각각 상기 열교환배관라인의 다른 한쪽 단부에 연결시키는 제2 분지연결관과, 상기 트레이들 중 제일 아래에 위치하는 트레이보다 낮은 위치에 위치하는 보조탱크와, 상기 제2 분지연결관과 상기 보조탱크를 연결하는 보조관과, 상기 보조탱크의 물을 상기 트레이들 중 가장 높은 위치에 위치하는 트레이에 펌핑하는 펌핑유닛과, 상기 물유출관들과 물유입관들 그리고 보조관에 각각 구비되는 개폐밸브들을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 겨울철의 찬공기를 이용하여 주저빙실과 보조저빙실의 트레이들에 채워진 물을 결빙시키고 봄철, 여름철, 가을철에 트레이들의 얼음에서 발생되는 냉기를 이용하여 냉방실의 온도와 습도를 조절함으로써 냉방실을 냉방하거나 저장되는 저장물을 신선하게 보관하게 된다. 이로 인하여, 저장물이 보관된 냉방실을 차갑게 유지하기 위한 냉동사이클시스템의 사용이 배제되고 송풍기 운전에 필요한 전기에너지만 사용하게 되어 전기에너지 사용을 줄이게 된다.

또한, 본 발명은 주저빙실과 보조저빙실 내부의 트레이들의 얼음이 녹으면서 발생되는 냉기가 수분을 함유하고 있어 냉기가 냉방실로 순환 유동하면서 냉방실을 냉방시킬 때 냉방실에 저장된 저장물(예를 들면, 감자, 버섯, 고구마, 호박, 배추, 과일 등)에 수분을 제공하여 저장물이 건조되는 것을 최소화시킴으로써 저장물을 신선한 상태로 장기간 보관할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 주저빙실이 보조저빙실과 연통되고 보조저빙실이 냉방실과 연통되므로 보조저빙실이 완충 기능을 하게 되어 주저빙실의 냉기가 보조저빙실을 거쳐 냉방실로 유입되고 냉방실의 가열된 공기가 보조저빙실을 거쳐 주저빙실로 유입되므로써 주저빙실의 냉기가 바로 냉방실로 유입되지 않을 뿐만 아니라 냉방실에서 가열된 공기가 바로 주저빙실로 유입되지 않게 된다. 이로 인하여, 냉방실의 온도 제어가 쉽게 된다.

또한, 본 발명은 해빙수냉기공급유닛이 구비되어 트레이들의 얼음이 녹은 후에도 얼음이 녹은 해빙수를 이용하여 냉방실을 냉방시키게 되므로 냉방실에 저장된 저장물을 장기간 신선하게 보관할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템의 일실시예를 도시한 정단면도,
도 2는 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템의 일실시예를 구성하는 트레이의 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템의 일실시예를 구성하는 냉장저장실의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템의 일실시예를 구성하는 해빙수냉기공급유닛을 도시한 사시도.

이하, 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템의 일실시예를 도시한 정단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템의 일실시예는 주저빙실(100), 보조저빙실(200), 외기유입유닛(300), 냉방실(400), 냉기공급유닛(500)을 포함한다.

주저빙실(100)의 내부에, 물이 채워지는 트레이어셈블리(TA)가 설치된다. 주저빙실(100)은 지상에 건물을 건립함에 의해 건물의 내부에 형성될 수 있고, 또한 지하 공간에 형성될 수도 있다. 주저빙실(100)의 내벽(10)은 단열재로 형성됨이 바람직하다. 주저빙실(100)은 원통 형태의 하부 공간부(110)와, 하부 공간부(110)에 이어 위쪽으로 형성되는 상부 공간부(120)를 포함하는 것이 바람직하다. 상부 공간부(120)를 형성하는 내벽, 즉, 주저빙실(100)의 상측벽은 반구 형상의 곡면인 것이 바람직하다. 한편, 주저빙실(100)의 상측벽은 타원 형상의 곡면이 될 수도 있다.

트레이어셈블리(TA)의 일예로, 트레이어셈블리(TA)는 물이 각각 채워지는 다수 개의 트레이(20)들과, 트레이(20)들이 각각 상하로 일정 간격을 두고 수직 방향으로 적재되는 적재프레임(30)을 포함한다. 트레이(20)들은 각각 동일한 형상과 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 트레이(20)의 일예로, 도 2에 도시한 바와 같이, 트레이(20)는 상측이 개구된 육면체통 형상으로 형성되는 몸통부(21)와, 몸통부(21)의 상단에 절곡 형성된 걸림턱(22)을 포함한다. 적재프레임(30)은 복수 개의 열로 배열되는 수직바(31)들과, 다수 개의 수직바(31)들에 수평으로 배열되어 다수 개의 수평 단위 사각형을 형성하는 수평바(32)들과, 수평바(32)들을 수직바(31)들에 연결하는 연결유닛(미도시)을 포함한다. 다수 개의 수평 단위 사각형들은 수평 방향과 수직 방향으로 구비된다. 다수 개의 수평 단위 사각형들에 트레이(20)가 얹혀지며, 트레이(20)들은 수평 방향과 수직 방향으로 배열된다. 트레이어셈블리(TA)는 다수 개의 트레이(20)들에 물을 공급하는 물공급유닛(미도시)을 포함할 수 있다.

보조저빙실(200)은 주저빙실(100)과 연통되게 구비된다. 보조저빙실(200)의 내부에, 물이 채워지는 트레이어셈블리(TA)가 설치된다. 보조저빙실(200)은 주저빙실(100)보다 작게 구비됨이 바람직하고, 보조저빙실(200)은 주저빙실(100)에 인접하게 구비됨이 바람직하다. 보조저빙실(200)의 내벽(10)은 단열재로 형성됨이 바람직하다. 보조저빙실(200)은 원통 형태의 하부 공간부(210)와, 하부 공간부(210)에 이어 위쪽으로 형성되는 상부 공간부(220)를 포함하는 것이 바람직하다. 보조저빙실(200)의 상부 공간부(220)를 형성하는 내벽, 즉, 보조저빙실(200)의 상측벽은 반구 형상의 곡면인 것이 바람직하다. 한편, 보조저빙실(200)의 상측벽은 타원 형상의 곡면이 될 수도 있다. 보조저빙실(200)과 주저빙실(100) 사이의 벽에 제1,2 연통구멍(P1)(P2)이 구비되어 보조저빙실(200)과 주저빙실(100)을 연통시킨다. 제1 연통구멍(P1)은 아래쪽에 위치하고, 제2 연통구멍(P2)은 위쪽에 위치하는 것이 바람직하다. 제1 연통구멍(P1)에 주저빙실(100)의 공기를 보조저빙실(200)에 유동시키는 송풍유닛(F1)이 구비되고, 제2 연통구멍(P2)에 보조저빙실(200)의 공기를 주저빙실(100)에 유동시키는 송풍유닛(F2)이 구비됨이 바람직하다.

보조저빙실(200)에 설치되는 트레이어셈블리(TA)의 일예로, 트레이어셈블리(TA)는 물이 각각 채워지는 다수 개의 트레이(20)들과, 트레이(20)들이 각각 상하로 일정 간격을 두고 수직 방향으로 적재되는 적재프레임(30)을 포함한다. 보조저빙실(200)에 설치되는 트레이어셈블리(TA)의 트레이(20)들과 적재프레임(30)은 주저빙실(100)에 설치되는 트레이어셈블리(TA)와 같게 구성됨이 바람직하다. 보조저빙실(200)에 설치되는 트레이어셈블리(TA)는 다수 개의 트레이(20)들에 물을 공급하는 물공급유닛(미도시)을 포함할 수 있다.

한편, 보조저빙실(200)에 트레이어셈블리(TA)의 설치를 배제하고 보조저장실(200)에 겨울에 내린 눈을 적재할 수도 있다.

외기유입유닛(300)은 겨울철 외부의 공기(냉기)를 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)로 유입시켜 트레이어셈블리(TA)들에 채워진 물을 제빙시킨다. 외기유입유닛(300)의 일예로, 외기유입유닛(300)은 주저빙실(100)의 한쪽에 구비되어 외부의 공기가 유입되는 유입구(310)와, 주저빙실(100)의 상부에 구비되어 주저빙실(100)로 유입된 외부 공기가 유출되는 제1 유출구(320)와, 보조저빙실(200)의 상부에 구비되어 보조저빙실(200)로 유입된 외부 공기가 유출되는 제2 유출구(330)와, 유입구(310)를 개폐하는 유입측 개폐유닛(340)과, 제1 유출구(320)를 개폐하는 제1유출구 개폐유닛(350)과, 제2 유출구(330)를 개폐하는 제2유출구 개폐유닛(360)을 포함한다. 유입구(310)는 주저빙실(100)의 하부에 다수 개 구비됨이 바람직하다. 유입구(310)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 제1 유출구(320)는 주저빙실(100)의 상부 공간부(120)에 구비됨이 바람직하며, 제1 유출구(320)는 상부 공간부(120)의 내벽이 반구 형상으로 형성시 반구 형상의 가운데 부분에 위치하는 것이 바람직하다. 제2 유출구(330)는 보조저빙실(200)의 상부 공간부(220)에 구비됨이 바람직하며, 제2 유출구(330)는 상부 공간부(220)의 내벽이 반구 형상으로 형성시 반구 형상의 가운데 부분에 위치하는 것이 바람직하다.

냉방실(400)은 보조저빙실(200)과 인접하게 위치하는 것이 바람직하며, 냉방실(400)과 보조저빙실(200)은 연통된다. 냉방실(400)과 보조저빙실(200)의 사이의 벽에 제1,2 관통구멍(H1)(H2)이 각각 구비되며, 제1 관통구멍(H1)은 보조저빙실(200)의 냉기가 냉방실(400)로 이동하고 제2 관통구멍(H2)은 냉방실(400)의 가열된 공기가 보조저빙실(200)로 이동한다. 제1 관통구멍(H1)은 아래 부분에 위치하고 제2 관통구멍(H2)은 위쪽에 구비됨이 바람직하다. 냉방실(400)은 저장물이 농산물과 같은 저장물이 저장되는 저장공간이나 사무공간이나 또는 생활 공간이 될 수 있다.

냉기공급유닛(500)은 보조저빙실(200)과 냉방실(400)을 연통시켜 냉방실(400)로 냉기를 공급한다. 냉기공급유닛(500)에 의해 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)에서 얼음이 녹으면서 발생되는 냉기가 냉방실(400)에 공급되어 냉방실(400)의 온도가 조절되며 또한 냉기에 얼음이 녹은 습도가 포함되어 냉방실(400)의 온도 조절과 함께 습도도 조절된다. 이하에서는, 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)에서 얼음이 녹으면서 발생되는 냉기는 습기를 포함한 것이다. 냉기공급유닛(500)의 일예로, 냉기공급유닛(500)은 보조저빙실(200)의 냉기를 냉방실(400)의 상부로 안내하는 공급배관라인(510)과, 냉방실(400)로 공급되어 가열된 가열 공기를 보조저빙실(200) 쪽으로 안내하는 리턴배관라인(520)과, 보조저빙실(200)의 냉기를 공급배관라인(510)으로 송풍시키는 공급송풍유닛(530)과, 냉방실(400)의 가열된 공기를 리턴배관라인(520)으로 송풍시키는 리턴송풍유닛(540)을 포함한다. 공급배관라인(510)의 한쪽 단부는 제1 관통구멍(H1)에 연결되고 다른 한쪽 단부는 냉방실(400)의 상측벽에 위치한다. 공급배관라인(510)의 일예로, 도 1, 3에 도시한 바와 같이, 공급배관라인(510)은 제1 관통구멍(H1)과 연결되어 냉방실(400)의 수직벽을 따라 위치하는 수직관(511)들과, 수직관(511)들에 각각 연결되어 냉방실(400)의 상측벽에 수평으로 위치하는 수평관(512)들을 포함하며, 수평관(512)들의 각 단부에 다수 개의 분사구멍(513)들이 구비됨이 바람직하다. 공급송풍유닛(530)은 제1 관통구멍(H1)에 설치됨이 바람직하다. 리턴배관라인(520)의 일예로, 도 1, 3에 도시한 바와 같이, 리턴배관라인(520)은 냉방실(400)의 수직 방향 중간 부분에 위치하는 측면수평관(521)과, 제2 관통구멍(H2)과 연결됨과 아울러 측면수평관(521)에 연결되는 연결관(522)을 포함한다. 측면수평관(521)의 외주면에 다수 개의 공기유입구멍(523)들이 구비된다. 제2 관통구멍(H2)에 리턴송풍유닛(540)이 구비됨이 바람직하다.

또한, 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이어셈블리(TA)에서 해빙된 해빙수를 냉방실(400)로 순환 유동시켜 해빙수의 냉기를 냉방실(400)로 전달하는 해빙수냉기공급유닛(600)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 해빙수냉기공급유닛(600)의 일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 해빙수냉기공급유닛(600)은 냉방실(400)에 설치되며 공급되는 해빙수가 냉방실(400)의 공기와 열교환이 이루어지는 열교환배관라인(610)과, 트레이어셈블리(TA)의 수직 방향으로 위치하는 트레이(20)들에 각각 연결되는 물유출관들(620)과, 물유출관들(620)을 각각 열교환배관라인(610)의 한쪽 단부에 연결시키는 제1 분지연결관(630)과, 트레이어셈블리(TA)의 수직 방향으로 위치하는 트레이(20)들에 각각 연결되는 물유입관들(640)과, 물유입관들(640)을 각각 열교환배관라인(610)의 다른 한쪽 단부에 연결시키는 제2 분지연결관(650)과, 트레이(20)들 중 제일 아래에 위치하는 트레이(20)보다 낮은 위치에 위치하는 보조탱크(660)와, 제2 분지연결관(650)과 상기 보조탱크(660)를 연결하는 보조관(670)과, 보조탱크(660)의 물을 상기 트레이(20)들 중 가장 높은 위치에 위치하는 트레이(20)에 펌핑하는 펌핑유닛(680)과, 물유출관들(620)과 물유입관들(640) 그리고 보조관(670)에 각각 구비되는 개폐밸브들(V)을 포함한다.

제1 분지연결관(630)은 양쪽이 막힌 본체관부(631)와, 본체관부(631)의 한쪽에 구비되어 열교환배관라인(610)과 연결되는 메인관부(632)와, 본체관부(631)의 다른 한쪽에 복수 개 구비되어 물유출관들(620)과 각각 연결되는 분지관부들(633)을 포함한다. 제2 분지연결관(650)은 양쪽이 막힌 본체관부(651)와, 본체관부(651)의 한쪽에 구비되어 열교환배관라인(610)과 연결되는 메인관부(652)와, 본체관부(651)의 다른 한쪽에 복수 개 구비되어 물유입관들(640)과 보조관(670)에 각각 연결되는 분지관부들(653)을 포함한다.

해빙수냉기공급유닛(600)의 작동을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 트레이어셈블리(TA)의 트레이(20)들이 수직 방향으로 4단으로 배열된 경우, 물유출관들(620)은 4개이고, 제1 분지연결관(630)의 분지관부(633)가 4개이고, 제2 분지연결관(650)의 분지관부들(653)이 4개이고, 물유입관들(640)은 3개이다. 3개의 물유입관들(640)은 트레이(20)들 중 맨 아래쪽에서 위쪽으로 3개의 트레이(20)들에 각각 연결된다. 4개의 트레이(20)들을 아래쪽에서부터 제1,2,3,4 트레이(21)(22)(23)(24)라 하고 그 트레이들에 각각 연결된 물유출관을 제1,2,3,4 물유출관(621)(622)(623)(624)이라 하고 그 제1,2,3,4 물유출관(621)(622)(623)(624)에 연결된 개폐밸브를 제1,2,3,4 개폐밸브(V1)(V2)(V3)(V4)라 하고, 트레이들에 각각 연결된 3개의 물유입관을 제1,2,3 물유입관(641)(642)(643)이라 하고 그 제1,2,3 물유입관(641)(642)(643)에 각각 연결된 개폐밸브를 제5,6,7 개폐밸브(V5)(V6)(V7)라 하고 보조관(670)에 연결된 개폐밸브를 제8 개폐밸브(V8)라 한다. 개폐밸브가 모두 닫힌 상태에서 제1,8 개폐밸브(V1)(V8)가 오픈되면 수압에 의해 제1 트레이(21)에 있는 해빙수가 제1 물유출관(621)과 열교환배관라인(610)과 보조관(670)을 거쳐 보조탱크(660)에 채워진다. 제1 트레이(21)의 해빙수가 모두 유출되면 제1,8 개폐밸브(V1)(V8)를 닫고 제2,5 개폐밸브(V2)(V5)를 오픈시킨다. 제2,5 개폐밸브(V2)(V5)를 오픈시키면 수압에 의해 제2 트레이(22)의 해빙수가 제2 물유출관(622)과 열교환배관라인(610)과 제1 물유입관(641)을 통해 제1 트레이(21)에 채워지게 된다. 제2 트레이(21)가 제1 트레이(21)보다 위쪽에 위치하게 되므로 높이 차에 의해 제2 트레이(22)의 해빙수가 제1 트레이(21)에 채워지게 된다. 이와 같은 방식으로 제3,4 트레이(23)(24)에 있는 해빙수를 각각 열교환배관라인(610)을 거쳐 제2,3 트레이(22)(23)에 유입시킨다. 그리고 보조탱크(660)에 채워진 해빙수를 펌핑유닛(680)을 통해 제4 트레이(24)에 공급한다.

이하, 본 발명에 따른 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템에 대한 작용과 효과를 설명한다.

먼저, 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)에 각각 구비된 트레이어셈블리(TA)의 트레이(20)들에 각각 물을 설정된 양만큼 채운다. 겨울철에 주저빙실(100)의 유입구(310)와 제1 유출구(320) 그리고 보조저빙실(200)의 제2 유출구(330)를 오픈시킨다. 겨울철 온도 저하로 인하여 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이(20)들에 각각 채워진 물이 결빙된다. 트레이(20)들에 각각 채워진 물이 결빙된 상태에서 주저빙실(100)의 유입구(310)와 제1 유출구(320) 그리고 보조저빙실(200)의 제2 유출구(330)를 개폐유닛으로 닫아 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)을 밀폐 단열시킨다.

봄철, 여름철, 가을철이 되면 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이(20)에서 결빙된 얼음에 의해 형성되는 습기를 머금은 냉기를 냉방실(400)에 공급하면서 냉방실(400)의 온도와 습도를 설정된 범위로로 유지시키고, 냉방실(400)에 저장물을 저장 보관한다. 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 냉기를 냉방실(400)에 공급하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 냉기공급유닛(500)의 공급송풍유닛(530)과 리턴송풍유닛(540)을 각각 작동시키면 보조저빙실(200)의 냉기가 공급배관라인(510)을 통해 냉방실(400)의 상측에서 분사되고 그 냉방실(400)에 분사된 냉기는 냉방실(400)에 저장된 저장물을 냉각시키면서 가열되고 그 가열된 냉기, 즉 공기는 리턴배관라인(520)을 통해 보조저빙실(200)로 유입된다. 보조저빙실(200)로 유입된 가열된 공기의 일부분은 보조저빙실(200)에서 냉각되며 나머지는 제2 연통구멍(P2)을 통해 주저빙실(100)로 유입되어 주저빙실(100)에서 냉각되고, 보조저빙실(200)의 냉기가 냉방실(400)로 유동하면서 주저빙실(100)의 냉기가 제1 연통구멍(P1)을 통해 보조저빙실(200)로 유입된다. 한편, 제1,2 연통구멍(P1)(P2)에 각각 구비된 송풍유닛(F1)(F2)이 작동하게 되면 보조저빙실(200)로 유입된 가열된 공기가 주저빙실(100)로 유입되는 것이 촉진될 뿐만 아니라 주저빙실(100)의 냉기가 보조저빙실(200)로 유입되는 것이 촉진된다.

이와 같이, 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 얼음이 녹으면서 발생되는 냉기가 냉방실(400)로 공급되고 냉방실(400)로 공급되는 냉기는 냉방실(400)에 저장된 저장물을 냉각시키면서 가열되고 그 가열된 공기가 보조저빙실(200)과 주저빙실(100)에 유입되어 보조저빙실(200)과 주저빙실(100)의 얼음에 의해 냉각되어 다시 냉방실(400)로 유입되는 순환을 반복하면서 냉방실(400)을 설정된 온도 및 습도로 유지시켜 냉방실(400)에 저장된 저장물을 신선하게 보관하게 된다.

주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이(20)들에 결빙된 얼음이 모두 해빙되어 해빙수가 되면 해빙수냉기공급유닛(600)에 의해 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이(20)들에 각각 녹은 해빙수를 냉방실(400)로 순환 유동시켜 해빙수의 냉기를 냉방실(400)에 공급하여 트레이(20)들에 결빙된 얼름이 해동된 후에도 냉방실(400)의 냉방 상태를 일정 시간 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

겨울철이 되면 외부의 찬공기로 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이(20)들에 각각 채워진 물을 결빙시킨다.

보조저빙실(200)에 트레이어셈블리(TA)를 설치하지 않고 눈을 적재할 경우 눈이 녹으면서 발생되는 습기를 포함한 냉기를 냉방실(400)에 공급할 수 있을 뿐만 아니라 냉방실(400)과 보조저장실(200)을 공기가 순환 유동하면서 공기에 포함된 미세먼지 등이 보조저빙실(200)의 적재된 눈에 묻어 여과되면서 공기의 청정도를 높이게 된다.

한편, 냉방실(400)을 사무공간이나 생활공간으로 사용할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은 겨울철의 찬공기를 이용하여 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이(20)들에 채워진 물을 결빙시키고 봄철, 여름철, 가을철에 트레이(20)들의 얼음이 녹으면서 발생되는 습기를 포함한 냉기를 이용하여 냉방실(400)의 온도와 습도를 조절함으로써 냉방실(400)에 저장되는 저장물을 신선하게 보관하게 된다. 이로 인하여, 저장물이 보관된 냉방실(400)을 차갑게 유지하기 위하여 냉동사이클시스템의 사용이 배제되어 전기에너지 사용을 줄이게 된다.

또한, 본 발명은 주저빙실(100)과 보조저빙실(200)의 트레이(20)들의 얼음이 녹으면서 발생되는 냉기가 수분을 함유하고 있어 냉기가 냉방실(400)로 순환 유동하면서 냉방실(400)을 냉방시킬 때 냉방실(400)에 저장된 저장물(예를 들면, 감자, 버섯, 고구마, 호박, 배추, 과일 등)에 수분을 제공하여 저장물이 건조되는 것을 최소화시킴으로써 저장물을 신선한 상태로 장기간 보관할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 주저빙실(100)이 보조저빙실(200)과 연통되고 보조저빙실(200)이 냉방실(400)과 연통되므로 보조저빙실(200)이 완충 기능을 하게 되어 주저빙실(100)의 냉기가 보조저빙실(200)을 거쳐 냉방실(400)로 유입되고 냉방실(400)의 가열된 공기가 보조저빙실(200)을 거쳐 주저빙실(100)로 유입되므로써 주저빙실(100)의 냉기가 바로 냉방실(400)로 유입되지 않을 뿐만 아니라 냉방실(400)에서 가열된 공기가 바로 주저빙실(100)로 유입되지 않게 된다. 이로 인하여, 냉방실(400)의 온도 제어가 쉽게 된다.

또한, 본 발명은 해빙수냉기공급유닛(600)이 구비되어 트레이(20)들의 얼음이 녹은 후에도 얼음이 녹은 해빙수를 이용하여 냉방실(400)을 냉방시키게 되므로 냉방실(400)에 저장된 저장물을 장기간 신선하게 보관할 수 있게 된다.

100: 주저빙실 200; 보조저빙실
300; 외기유입유닛 400; 냉방실
500; 냉기공급유닛

Claims (8)

1. 물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치된 주저빙실;
   물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치되며, 상기 주저빙실과 연통되는 보조저빙실;
   겨울철 외부의 냉기를 상기 주저빙실과 보조저빙실로 유입시켜 상기 트레이어셈블리들에 채워진 물을 제빙시키는 외기유입유닛;
   상기 보조저빙실의 냉기가 통하도록 보조저빙실과 연통되는 냉방실;
   상기 보조저빙실의 냉기를 상기 냉방실로 공급하는 냉기공급유닛;을 포함하며,
   상기 냉기공급유닛은 상기 보조저빙실의 냉기를 상기 냉방실의 상부로 안내하는 공급배관라인과, 상기 냉방실로 공급되어 가열된 가열 공기를 상기 보조저빙실쪽으로 안내하는 리턴배관라인과, 상기 보조저빙실의 냉기를 상기 공급배관라인으로 송풍시키는 공급송풍유닛과, 상기 냉방실의 가열된 공기를 리턴배관라인으로 송풍시키는 리턴송풍유닛을 포함하는 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템.
2. 물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치된 주저빙실;
   물이 채워지는 트레이어셈블리가 내부에 설치되며, 상기 주저빙실과 연통되는 보조저빙실;
   겨울철 외부의 냉기를 상기 주저빙실과 보조저빙실로 유입시켜 상기 트레이어셈블리들에 채워진 물을 제빙시키는 외기유입유닛;
   상기 보조저빙실의 냉기가 통하도록 보조저빙실과 연통되는 냉방실;
   상기 보조저빙실의 냉기를 상기 냉방실로 공급하는 냉기공급유닛;을 포함하며,
   상기 주저빙실과 보조저빙실의 각 트레이어셈블리는 상측이 개구된 육면체통 형상으로 형성된 다수 개의 트레이들과, 상기 트레이들이 각각 상하로 일정 간격을 두고 수직 방향으로 적재되는 적재프레임을 포함하며,
   상기 주저빙실과 보조저빙실의 트레이어셈블리에서 해빙된 해빙수를 상기 냉방실로 순환 유동시켜 해빙수의 냉기를 상기 냉방실로 전달하는 해빙수냉기공급유닛을 더 포함하며,
   해빙수냉기공급유닛은 냉방실에 설치되며 공급되는 해빙수가 냉방실의 공기와 열교환이 이루어지는 열교환배관라인과, 상기 트레이어셈블리의 수직 방향으로 위치하는 트레이들에 각각 연결되는 물유출관들과, 상기 물유출관들을 각각 상기 열교환배관라인의 한쪽 단부에 연결시키는 제1 분지연결관과, 상기 트레이어셈블리의 수직 방향으로 위치하는 트레이들에 각각 연결되는 물유입관들과, 상기 물유입관들을 각각 상기 열교환배관라인의 다른 한쪽 단부에 연결시키는 제2 분지연결관과, 상기 트레이들 중 제일 아래에 위치하는 트레이보다 낮은 위치에 위치하는 보조탱크와, 상기 제2 분지연결관과 상기 보조탱크를 연결하는 보조관과, 상기 보조탱크의 물을 상기 트레이들 중 가장 높은 위치에 위치하는 트레이에 펌핑하는 펌핑유닛과, 상기 물유출관들과 물유입관들 그리고 보조관에 각각 구비되는 개폐밸브들을 포함하는 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주저빙실의 상측벽 또는 보조저빙실의 상측벽은 반구 형상의 곡면인 것을 특징으로 하는 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 외기유입유닛은 상기 주저빙실의 한쪽에 구비되어 외부의 공기가 유입되는 유입구와, 상기 주저빙실의 상부에 구비되어 상기 주저빙실로 유입된 외부 공기가 유출되는 제1 유출구와, 상기 보조저빙실의 상부에 구비되어 상기 보조저빙실로 유입된 외부 공기가 유출되는 제2 유출구와, 상기 유입구를 개폐하는 유입측 개폐유닛과, 상기 제1 유출구를 개폐하는 제1유출구 개폐유닛과, 상기 제2 유출구를 개폐하는 제2유출구 개폐유닛을 포함하는 자연빙을 이용한 공조 및 저장 시스템.
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