KR101889760B1 - 에너지 저장 시스템용 냉각 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치는, 에너지 저장 시스템의 내외부로 공기를 공급 및 배출하는 팬; 상기 에너지 저장 시스템과의 사이에서 공기가 순환하거나, 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기와 기설정된 비율로 혼합되는 외부 공기가 도입되거나, 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기와 열교환되는 외부 공기가 입출되는 혼합/열교환기; 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기와 열교환되는 외부 공기를 상기 혼합/열교환기로 도입하는 공기 도입팬; 상기 팬에 의하여 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기를 선택적으로 냉각 또는 가열하는 공조부; 및 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 및 이슬점 온도에 따라서, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기, 및 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기 중 어느 하나에 의하여 상기 에너지 저장 시스템이 냉각되도록 상기 팬, 혼합/열교환기 및 공기 도입팬의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함한다.
Description
본 발명은 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system)이란, 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장한 후 전력이 부족한 경우에 부하로 전력을 송전하는 장치 또는 시스템을 지칭한다. 이와 같은 에너지 저장 시스템에는, 일반적으로 다수개의 배터리팩이 사용되고, 배터리팩의 충방전 과정에서 발생되는 열에 의한 배터리팩의 손상 등을 방지하기 위하여 에너지 저장 시스템의 냉각을 위한 기술이 제안되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0078802호를 참조하면, 종래에는, 에너지 저장 시스템의 내외부의 온도에 따라서 쿨링팬을 선택적으로 동작시켜서 외부 공기를 공급한다.. 그러나 이와 같은 종래의 경우는, 내외부의 온도차에 따라서 발생할 수 있는 문제점을 고려하지 않았고, 내외부의 온도차에 따른 보다 구체적이고 정밀한 제어에 관해서도 개시되지 않고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 보다 효율적으로 에너지 저장 시스템의 냉각이 가능하도록 구성되는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치는, 에너지 저장 시스템의 내외부로 공기를 공급 및 배출하는 팬; 상기 에너지 저장 시스템과의 사이에서 공기가 순환하거나, 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기와 기설정된 비율로 혼합되는 외부 공기가 도입되거나, 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기와 열교환되는 외부 공기가 입출되는 혼합/열교환기; 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기와 열교환되는 외부 공기를 상기 혼합/열교환기로 도입하는 공기 도입팬; 상기 팬에 의하여 상기 에너지 저장 시스템의 내부로 공급되는 공기를 선택적으로 냉각 또는 가열하는 공조부; 및 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 및 이슬점 온도에 따라서, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기, 및 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기 중 어느 하나에 의하여 상기 에너지 저장 시스템이 냉각되도록 상기 팬, 혼합/열교환기 및 공기 도입팬의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 이상이거나 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템이 냉각되도록 상기 팬 및 혼합/열교환기의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기가 냉각되도록 상기 공조부의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기가 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기와 열교환되도록 상기 공기 도입팬의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도가 기설정된 기준 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기가 가열되도록 상기 공조부의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 미만 및 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 이슬점 온도 초과인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템이 냉각되도록 상기 팬, 혼합/열교환기 및 공기 도입팬의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도의 차이에 반비례하도록 상기 혼합/열교환기의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 다른 양태는, 공기 공급관을 통하여 에너지 저장 시스템의 내부로 공기를 공급하는 흡기팬; 공기 배출관을 통하여 상기 에너지 저장 시스템의 외부로 공기를 배출하는 배기팬; 상기 공기 배출관을 유동하는 공기의 일부 또는 전부가 상기 공기 배출관에서 분지되는 공기 전달관을 통하여 전달되어 유동되는 제1공간 및 외부 공기가 외부 공기 도입관을 통하여 도입되어 유동되는 제2공간을 포함하고, 상기 제2공간으로 도입된 외부 공기가 외부 공기 배기관을 통하여 외부로 배출되는 혼합/열교환기; 상기 외부 공기 도입관을 통하여 상기 혼합/열교환기로 공기를 도입하는 공기 도입팬; 상기 공기 배출관을 유동하는 공기 중 외부로 배출되는 공기와 상기 공기 전달관을 통하여 상기 혼합/열교환기로 전달되는 공기의 비율을 조절하는 제1댐퍼 부재; 상기 외부 공기 도입관을 선택적으로 개폐하는 제2댐퍼 부재; 상기 외부 공기 배출관을 선택적으로 개폐하는 제3댐퍼 부재; 상기 제1 및 제2공간을 구획하거나 상기 제1 및 제2공간을 연통시키는 구획 부재; 상기 공기 공급관을 유동하는 공기를 선택적으로 냉각 또는 가열하는 공조부; 및 상기 흡기팬, 배기팬, 공기 도입팬, 제1 내지 제3댐퍼 부재 및 구획 부재의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 이상이거나 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 상기 공기 공급관, 공기 배출관 및 공기 전달관을 통하여 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이에서 공기가 순환하도록 상기 흡기팬, 배기팬, 제1댐퍼 부재, 구획 부재의 동작을 제어하고, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 미만 및 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 이슬점 온도 초과인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템이 냉각되도록 상기 흡기팬, 배기팬, 공기 도입팬, 제1 내지 제3댐퍼 부재 및 구획 부재의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 다른 양태에서, 상기 제어부는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기가 냉각되도록 상기 공조부의 동작을 제어하고, 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도가 기설정된 기준 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기가 가열되도록 상기 공조부의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 다른 양태에서, 상기 제어부는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기가 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기와 열교환되도록 상기 공기 도입팬의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예의 다른 양태에서, 상기 제어부는, 상기 에너지 저장 시스템과 혼합/열교환기 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도의 차이에 반비례하도록 상기 구획 부재의 동작을 제어한다.
본 발명의 실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에서는, 외부 공기의 온도와 에너지 저장 시스템의 내부 공기의 온도 및 이슬점 온도에 따라서, 에너지 저장 시스템을 순환하는 공기를 선택적으로 외부 공기와 혼합 또는 외부 공기와 열교환되도록 한다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 에너지 저장 시스템을 순환하는 공기에 의한 보다 효율적인 냉각을 기대할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치를 개략적으로 보인 구성도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에 의한 에너지 저장 시스템의 냉각 모드에 따른 공기의 유동을 보인 동작 상태도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치를 개략적으로 보인 구성도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에 의한 에너지 저장 시스템의 냉각 모드에 따른 공기의 유동을 보인 동작 상태도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치를 개략적으로 보인 구성도.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치를 개략적으로 보인 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에 의한 에너지 저장 시스템의 냉각 모드에 따른 공기의 유동을 보인 동작 상태도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치(이하, '냉각 장치'라 칭함)는, 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system)(10)을 냉각하기 위한 것으로, 팬(110)(120), 혼합/열교환기(201), 공기 도입팬(300), 제1 내지 제3댐퍼 부재(410)(420)(430), 구획 부재(500), 공조부(600) 및 제어부(700)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 팬(110)(120)은, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 냉각을 위하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내외부로 공기가 흡입 및 배출되도록 한다. 본 실시예에서는, 상기 팬(110)(120)이, 공기 공급관(P1)을 통하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공기를 공급하는 흡기팬(110) 및 공기 배출관(P2)을 통하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 외부로 공기를 배출하는 배기팬(120)을 포함한다. 물론, 상기 팬(110)(120)이 1개의 팬으로 구성되어도 무방할 것이다.
그리고 상기 혼합/열교환기(201)는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과의 사이에서의 공기의 순환을 위하여 상기 공기 배출관(P2)에서 분지되는 공기 전달관(P3)을 통하여 상기 공기 배출관(P2)을 유동하는 공기의 일부 또는 전부를 전달받는다. 또한 상기 혼합/열교환기(201)는, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공급되는 공기와 기설정된 비율로 혼합 또는 열교환되는 외부 공기의 도입을 위하여 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 외부 공기를 도입받는다. 그리고 상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 도입된 외부 공기는 외부 공기 토출관(P5)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)의 외부로 토출된다. 본 실시예에서는, 상기 혼합/열교환기(201)이, 제1 및 제2공간(201A)(201B)을 포함한다. 상기 제1공간(201A)은, 상기 공기 전달관(P3)을 통하여 전달된 공기가 유동되는 곳이고, 상기 제2공간(201B)은 상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 도입되는 외부 공기가 유동되는 곳이다.
상기 공기 도입팬(300)은, 상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 외부 공기를 도입한다. 실질적으로, 상기 공기 도입팬(300)은, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공급되는 공기와 혼합되거나 열교환되는 외부 공기를 상기 혼합/열교환기(201)로 도입할 수 있을 것이다.
한편 상기 제1댐퍼 부재(410)는, 상기 공기 배출관(P2)을 유동하는 공기 중 외부로 배출되는 공기와 상기 공기 전달관(P3)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 전달되는 공기의 비율을 조절한다. 실질적으로 상기 제1댐퍼 부재(410)에 의하여, 상기 공기 배출관(P2)을 유동하는 공기 전부가 외부로 배출되거나, 상기 혼합/열교환기(201)로 전달되거나, 외부로 배출되는 공기와 상기 혼합/열교환기(201)로 전달되는 공기의 비율이 조절될 수 있다.
상기 제2댐퍼 부재(420)는, 상기 외부 공기 도입관(P4)을 선택적으로 개폐한다. 즉, 상기 제2댐퍼 부재(420)에 의하여, 외부 공기가 상기 혼합/열교환기(201)로 선택적으로 공급된다.
그리고 상기 제3댐퍼 부재(430)는, 상기 외부 공기 토출관(P5)을 선택적으로 개폐한다. 따라서 상기 제3댐퍼 부재(430)에 의하여 상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입된 외부 공기가 상기 외부 공기 토출관(P5)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)의 외부로 선택적으로 토출될 수 있다.
상기 구획 부재(500)는, 상기 제1 및 제2공간(201A)(201B)을 구획하거나 상기 제1 및 제2공간(201A)(201B)을 연통시킨다. 상기 구획 부재(500)는, 상기 제1 및 제2공간(201A)(201B)을 유동하는 공기 사이에서 상기 구획 부재(500)를 매개로 열교환이 이루어질 수 있도록 소정의 열전도성을 가지는 재질로 성형되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 공조부(600)는, 상기 공기 공급관(P1)을 유동하는 공기, 즉 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공급되는 공기를 선택적으로 냉각 또는 가열한다. 예를 들면, 상기 공조부(600)로는, 공지된 일반적인 공조 장치 등이 사용될 수 있을 것이다.
상기 제어부(700)는, 상기 흡기팬(110), 배기팬(120), 공기 도입팬(300), 제1 내지 제3댐퍼 부재(410)(420)(430), 구획 부재(500) 및 공조부(600)의 동작을 제어한다. 특히, 본 실시예에서는, 상기 제어부(700)가, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 및 이슬점 온도에 따라서, 상기 각 구성들의 동작을 제어한다.
보다 상세하게는, 도 2를 참조하면, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 이상인 경우, 예를 들면, 여름철 중에서도 상대적으로 기온이 높은 경우에는, 상기 제어부(700)가, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 제어한다. 이를 위하여 상기 제어부(700)는, 상기 제1댐퍼 부재(410)에 의하여 상기 공기 배출관(P2)을 유동하는 공기 전부가 상기 공기 전달관(P3)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 전달되도록 제어하고, 상기 구획 부재(500)에 의하여 상기 혼합/열교환기(201)의 내부가 상기 제1 및 제2공간(201A)(201B)으로 구획되도록 제어한다. 또한 상기 제어부(700)는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 냉각되도록 상기 공조부(600)의 동작을 제어할 수 있다. 다시 말하면, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는, 외부 공기가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 냉각에 사용되면, 오히려 그 효율이 저하되므로, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 냉각이 이루어진다.
다음으로 도 3을 참조하면, 상기 제어부(700)는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우, 예를 들면, 겨울철 중에서도 기온이 상대적으로 낮은 경우에도, 상기 공기 공급관(P1), 공기 배출관(P2) 및 공기 전달관(P3)을 통하여 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이에서 순환하는 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 제어한다. 다만, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 추가적으로 상기 제어부(700)가, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기와 열교환되도록 상기 공기 도입팬(300) 및 제3댐퍼 부재(430)의 동작을 제어한다. 실질적으로 상기 공기 전달관(P3)을 통하여 상기 제1공간(201A)으로 전달되는 공기와 상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 상기 제2공간(201B)으로 도입된 외부 공기 사이에서 상기 구획 부재(500)를 매개로 하는 열교환이 이루어진다. 즉, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 외부 공기와의 혼합에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도가 이슬점 온도까지 저하됨으로써, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부에서 이슬맺힘 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 냉각이 이루어진다. 다만, 이와 같은 경우에는, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 미만이므로, 외부 공기와 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기 사이의 열교환에 의하여 실질적으로 상기 에너지 저장 시스템(10)의 냉각 효율을 증진시키게 된다.
한편, 도 4를 참조하면, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 미만 및 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 초과인 경우, 예를 들면, 여름철 중에서도 상대적으로 기온이 낮거나 겨울철 중에서도 상대적으로 기온이 높은 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 제어한다. 실질적으로, 상기 제어부(700)는, 상기 제1댐퍼 부재(410)에 의하여 상기 공기 배출관(P2)을 유동하는 공기 전부 또는 일부가 외부로 배출되도록 제어하고, 상기 제2댐퍼 부재(420)에 의하여 상기 외부 공기 도입관(P4)이 개방되도록 제어하며, 상기 제3댐퍼 부재(430)에 의하여 상기 외부 공기 토출관(P5)이 차폐되며, 상기 구획 부재(500)에 의하여 상기 제1 및 제2공간(201A)(201B)이 연통되도록 제어한다. 이때 상기 제어부(700)는, 혼합되는 외부 공기의 비율에 따라서 상기 공기 도입팬(300)이 동작 또는 정지되도록 제어할 수 있을 것이다.
예를 들면, 상기 제어부(700)는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도의 차이에 반비례하도록 상기 혼합/열교환기(201)의 동작을 제어할 수 있다. 다시 말하면, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도의 차이가 클수록 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이 낮아지고, 반대의 경우에는 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이 높아질 수 있다. 따라서 여름철에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기의 혼합 비율이 증가되고, 겨울철에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기의 혼합 비율이 감소될 수 있다.
미설명 도면 부호 S1, S2 및 F는, 제1온도 센서, 제2온도 센서 및 필터이다. 상기 제1온도 센서(S1)는, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도를 감지하고, 상기 제2온도 센서(S2)는, 외부 공기의 온도를 감지한다. 상기 필터(F)는, 상기 공기 도입관(P4)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기 중에 포함된 이물질을 제거한다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치를 개략적으로 보인 구성도이다. 본 실시예의 구성 요소 중 상술한 본 발명의 제1실시예의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 도 1 내지 도 4의 도면 부호를 원용하고, 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 에너지 저장 시스템용 냉각 장치에서는, 공기 도입팬(300), 제3댐퍼 부재(430) 및 구획 부재(500)가 삭제된다. 그리고 본 실시예에서는, 제어부(700)가, 외부 공기의 온도와 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도에 따라서 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(202) 사이를 순환하는 공기, 및 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(202) 사이를 순환하는 공기에 대하여 혼합/열교환기(202)로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기 중 어느 하나에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 구성 요소를 제어한다. 예를 들면, 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는, 상기 제어부(700)가 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(202) 사이를 순환하는 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 팬(110)(120)과 제1 및 제2댐퍼 부재(410)(420)의 동작을 제어한다. 그리고 외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 미만인 경우에는, 상기 제어부(700)가 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(202) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(202)로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기 중 어느 하나에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 팬(110)(120)과 제1 및 제2댐퍼 부재(410)(420)의 동작을 제어한다. 이때 상기 제어부(700)는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(202) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(202)로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도의 차이에 반비례하도록 상기 제1 및 제2댐퍼 부재(410)(420)의 동작을 제어할 것이다. 또한 상기 제어부(700)는, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도가 기설정된 기준 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(202) 사이를 순환하는 공기가 가열되도록 상기 공조부(600)의 동작을 제어할 것이다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
110, 120: 팬 201: 혼합/열교환기
300: 공기 도입팬 410, 420, 430: 댐퍼 부재
500: 구획 부재 600: 공조부
700: 제어부
300: 공기 도입팬 410, 420, 430: 댐퍼 부재
500: 구획 부재 600: 공조부
700: 제어부
Claims (11)
- 에너지 저장 시스템(10)의 내외부로 공기를 공급 및 배출하는 팬(110)(120);
상기 에너지 저장 시스템(10)과의 사이에서 공기가 순환하거나, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공급되는 공기와 기설정된 비율로 혼합되는 외부 공기가 도입되거나, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공급되는 공기와 열교환되는 외부 공기가 입출되는 혼합/열교환기(201);
상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공급되는 공기와 열교환되는 외부 공기를 상기 혼합/열교환기(201)로 도입하는 공기 도입팬(300);
상기 팬(110)(120)에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공급되는 공기를 선택적으로 냉각 또는 가열하는 공조부(600); 및
외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 및 이슬점 온도에 따라서, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기, 및 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기 중 어느 하나에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 상기 팬(110)(120), 혼합/열교환기(201) 및 공기 도입팬(300)의 동작을 제어하는 제어부(700); 를 포함하고,
상기 제어부(700)는,
외부 공기의 온도가, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 상기 팬(110)(120) 및 혼합/열교환기(201)의 동작을 제어하고,
외부 공기의 온도가, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 미만 및 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 초과인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 상기 팬(110)(120), 혼합/열교환기(201) 및 공기 도입팬(300)의 동작을 제어하며,
외부 공기의 온도가, 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기와 열교환되도록 상기 공기 도입팬(300)의 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부(700)는,
외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는,
상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 냉각되도록 상기 공조부(600)의 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부(700)는,
상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도가 기설정된 기준 온도 이하인 경우에는,
상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 가열되도록 상기 공조부(600)의 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부(700)는,
상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도의 차이에 반비례하도록 상기 혼합/열교환기(201)의 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치.
- 공기 공급관(P1)을 통하여 에너지 저장 시스템(10)의 내부로 공기를 공급하는 흡기팬(110);
공기 배출관(P2)을 통하여 상기 에너지 저장 시스템(10)의 외부로 공기를 배출하는 배기팬(120);
상기 공기 배출관(P2)을 유동하는 공기의 일부 또는 전부가 상기 공기 배출관(P2)에서 분지되는 공기 전달관(P3)을 통하여 전달되어 유동되는 제1공간(201A) 및 외부 공기가 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 도입되어 유동되는 제2공간(201B)을 포함하고, 상기 제2공간(201B)으로 도입된 외부 공기가 외부 공기 토출관(P5)을 통하여 외부로 배출되는 혼합/열교환기(201);
상기 외부 공기 도입관(P4)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 공기를 도입하는 공기 도입팬(300);
상기 공기 배출관(P2)을 유동하는 공기 중 외부로 배출되는 공기와 상기 공기 전달관(P3)을 통하여 상기 혼합/열교환기(201)로 전달되는 공기의 비율을 조절하는 제1댐퍼 부재(410);
상기 외부 공기 도입관(P4)을 선택적으로 개폐하는 제2댐퍼 부재(420);
상기 외부 공기 토출관(P5)을 선택적으로 개폐하는 제3댐퍼 부재(430);
상기 제1 및 제2공간(201A)(201B)을 구획하거나 상기 제1 및 제2공간(201A)(201B)을 연통시키는 구획 부재(500);
상기 공기 공급관(P1)을 유동하는 공기를 선택적으로 냉각 또는 가열하는 공조부(600); 및
상기 흡기팬(110), 배기팬(120), 공기 도입팬(300), 제1 내지 제3댐퍼 부재(410)(420)(430) 및 구획 부재(500)의 동작을 제어하는 제어부(700); 를 포함하고,
상기 제어부(700)는,
외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는, 상기 공기 공급관(P1), 공기 배출관(P2) 및 공기 전달관(P3)을 통하여 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이에서 공기가 순환하도록 상기 흡기팬(110), 배기팬(120), 제1댐퍼 부재(410), 구획 부재(500)의 동작을 제어하고,
외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 미만 및 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 초과인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 기설정된 비율로 혼합된 혼합 공기에 의하여 상기 에너지 저장 시스템(10)이 냉각되도록 상기 흡기팬(110), 배기팬(120), 공기 도입팬(300), 제1 내지 제3댐퍼 부재(410)(420)(430) 및 구획 부재(500)의 동작을 제어하며,
외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 이슬점 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기와 열교환되도록 상기 공기 도입팬(300)의 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제어부(700)는,
외부 공기의 온도가 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도 이상인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 냉각되도록 상기 공조부(600)의 동작을 제어하고,
상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도가 기설정된 기준 온도 이하인 경우에는, 상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기가 가열되도록 상기 공조부(600)의 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치.
- 삭제
- 제 8 항에 있어서,
상기 제어부(700)는,
상기 에너지 저장 시스템(10)과 혼합/열교환기(201) 사이를 순환하는 공기에 대하여 상기 혼합/열교환기(201)로 도입되는 외부 공기가 혼합되는 비율이, 외부 공기의 온도와 상기 에너지 저장 시스템(10)의 내부 공기의 온도의 차이에 반비례하도록 상기 구획 부재(500)의 동작을 제어하는 에너지 저장 시스템용 냉각 장치.
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| KR1020170021374A KR101889760B1 (ko) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | 에너지 저장 시스템용 냉각 장치 |
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|---|---|---|---|---|
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