KR101930760B1 - 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템 - Google Patents

건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템 Download PDF

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김기홍
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주식회사 성지공조기술
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Abstract

외기를 이용하여 건축물 내부를 냉방하는 외기 냉방 시스템에 있어서, 상기 건축물의 내부에 배치되어 냉각수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시키는 제1 열교환부; 상기 제1 열교환부와 연결되고, 상기 건축물의 외부에 형성되어 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 예냉부; 상기 제1 열교환부와 상기 예냉부와 연결되고, 냉각탑코일부에 의해 상기 예냉부에서 회수되는 냉각수를 냉각시키는 밀폐형 냉각탑으로 형성되는 제1 냉각탑; 상기 열교환부와 상기 예냉부와 상기 제1 냉각탑을 연결하여, 냉각수가 공급 또는 회수되도록 형성되는 제1 냉각수유로; 및 상기 예냉부와 상기 제1 냉각탑을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 건축물은 복수 개의 층으로 형성되고, 상기 예냉부는 상기 건축물의 외벽을 따라 형성되어 하측에서 상측으로 외기의 흐름이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템을 개시하여, 환경에 맞춰 냉방 시스템을 제어함으로써 에너지 효율을 최대한 향상시킬 수 있는 외기 냉방 시스템을 제공한다.

Description

건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템{FREE COOLING SYSTEM USING BUILDING STRUCTURE}
본 발명은 냉방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외기를 이용하여 건물 내부를 냉방할 수 있는 외기 냉방 시스템에 관한 것이다.
냉방 시스템은 각 종 공조 설비나 냉동 기계 설비 등에 적용되는 것으로, 냉매를 이용하여 압축, 응축, 팽창, 증발의 과정을 반복하여 증발기 측 열원으로부터 열을 흡수하고 응축기 측 열원을 통해 열을 방출하는 순환 사이클을 가지며, 이를 위해 동력을 소비한다. 따라서 고층 건축물의 각 층의 냉방을 위해서는 많은 동력을 필요로하므로, 냉방 설비의 가동 비용이 급격히 증가한다.
또한 고층 건축물의 경우, 동절기에도 남측 상층부는 태양의 복사열로 인해 냉방 시스템을 가동하여야 하며, 이때 외부의 온도가 매우 낮아 내부 열 배출 시 동력소비가 크다는 문제점이 있었다.
(특허문헌 0001) 대한민국 등록 특허 제10-1410440호(2014.06.16 등록)
(특허문헌 0002) 대한민국 등록 특허 제10-0785399호(2007.12.06 등록)
(특허문헌 0003) 대한민국 등록 특허 제10-0807273호(2008.02.19 등록)
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 냉방 시스템의 운전비를 절감할 수 있는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시 예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 외기를 이용하여 건축물 내부를 냉방하는 외기 냉방 시스템에 있어서, 상기 건축물의 내부에 배치되어 냉각수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시키는 제1 열교환부; 상기 제1 열교환부와 연결되고, 상기 건축물의 외부에 형성되어 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 예냉부; 상기 제1 열교환부와 상기 예냉부와 연결되고, 냉각탑코일부에 의해 상기 예냉부에서 회수되는 냉각수를 냉각시키는 밀폐형 냉각탑으로 형성되는 제1 냉각탑; 상기 제1 열교환부와 상기 예냉부와 상기 제1 냉각탑을 연결하여, 냉각수가 공급 또는 회수되도록 형성되는 제1 냉각수유로; 및 상기 예냉부와 상기 제1 냉각탑을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 건축물은 복수 개의 층으로 형성되고, 상기 예냉부는 상기 건축물의 외벽을 따라 형성되어 하측에서 상측으로 외기의 흐름이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템을 제공한다.
상기 제1 냉각수유로는 상기 제1 냉각탑에서 상기 제1 열교환부로 냉각수가 공급되는 제1 냉각수공급유로와 상기 제1 열교환부에서 상기 제1 냉각탑으로 냉각수가 회수되는 제1 냉각수회수유로로 형성되고, 상기 예냉부는 상기 제1 냉각수회수유로에 형성되어, 상기 냉각탑으로 회수되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각시킬 수 있다.
상기 예냉부는 차폐되어 외기가 유입 또는 차단되는 유입댐퍼와 열교환이 이루어지는 예냉코일부과 외기가 토출되는 토출그릴를 포함할 수 있으며, 상기 유입댐퍼는 하측에 형성되고, 상기 토출그릴은 상측에 형성되어, 상기 건축물 외벽의 하측에서 상측으로 외기의 흐름이 발생되도록 한다.
상기 예냉코일부과 냉각탑코일부은 각각 복수 개의 코일로 형성되고, 상기 코일은 직관부와 서로 인접하는 직관부가 연결되도록 절곡되어 형성되는 연결부가 착탈구조로 형성될 수 있다.
상기 제어부는 외기의 온도가 미리 설정된 온도 이하인 경우, 상기 유입댐퍼를 폐쇄하고 상기 예냉코일부과 상기 냉각탑코일부 내부에 남아있는 냉각수를 배수하여 동파를 방지할 수 있다.
냉동기와, 상기 건출물 내부에 배치되어 냉수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시키는 제2 열교환부와, 제2 냉각수순환유로에 의해 상기 냉동기와 연결되어 냉각수를 냉각시키는 제2 냉각탑으로 형성되는 동력냉방부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 미리 설정된 온도에 따라 상기 제1열교환부, 상기 예냉부 및 상기 제1 냉각탑으로 형성되는 외기냉방부와 상기 동력냉방부의 가동을 판단할 수 있다.
상기 제1 열교환부와 상기 제2 열교환부는 건축물 내부에 형성된 공기조화기 내부에 배치될 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
일실시 예에 따른 냉동 시스템은 동력을 소비하여 실내를 냉방하는 냉방 시스템과 온도가 낮은 외기를 사용하여 실내를 냉방하는 냉방 시스템의 조화를 통하여 냉방 설비 가동 비용을 절감하는 효과를 갖는다.
이때 제1 열교환부와 제2 열교환부는 건물 내부 공기 조화기에 설치되어, 보다 간단한 구조를 통해 각 층을 공기를 냉각하고, 다시 각 층으로 공급될 수 있도록 하여, 냉방 시스템의 초기 설치 비용을 절감하는 효과를 갖는다.
또한 제어부를 구비하고, 예냉코일부과 냉각탑코일부의 연결부가 착탈되는 구조로 형성되어, 외기 냉방 시 발생할 수 있는 동파를 방지하여 보다 향상된 내구성을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예의 개략도.
도 2는 도 1에 공기의 흐름을 도시한 도면.
도 3는 한 층에 형성된 제1 열교환부를 포함하는 외기냉방부와 한 층에 형성된 제2 열교환부를 포함하는 냉방부를 도시한 도면.
도 4는 예냉코일부 및 냉각탑코일부의 직관부와 연결부가 분리된 상태를 도시한 사시도.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예의 개략도이고, 도 2는 도 1에 공기의 흐름을 도시한 도면이며, 도 3는 한 층에 형성된 제1 열교환부를 포함하는 외기냉방부와 한 층에 형성된 제2 열교환부를 포함하는 냉방부를 도시한 도면이고, 도 4는 예냉코일부 및 냉각탑코일부의 직관부와 연결부가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템은 외기를 이용하여 건축물 내부를 냉방하는 외기 냉방 시스템으로, 상기 건축물의 내부에 배치되어 냉각수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시키는 제1 열교환부(110), 상기 제1 열교환부(110)와 연결되고, 상기 건축물의 외부에 형성되어 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 예냉부(120), 상기 제1 열교환부(110)와 상기 예냉부(120)와 연결되고, 냉각탑코일부(131)에 의해 상기 예냉부(120)에서 회수되는 냉각수를 냉각시키는 밀폐형 냉각탑으로 형성되는 제1 냉각탑, 상기 제1 열교환부(110)와 상기 예냉부(120)와 상기 제1 냉각탑(130)을 연결하여, 냉각수가 공급 또는 회수되도록 형성되는 제1 냉각수순환유로(140) 및 상기 예냉부(120)와 상기 제1 냉각탑(130)을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 건축물은 복수 개의 층으로 형성되고, 상기 예냉부(120)는 상기 건축물의 외벽을 따라 형성되어 하측에서 상측으로 외기의 흐름이 발생되도록 하는 것을 특징으로 한다.
외기 냉방 시스템은 외기의 온도 또는 엔탈피가 실내공기의 온도 또는 엔탈피보다 낮은 경우, 냉동기(210)를 가동하지 않고 외기를 도입하여 냉방하는 방식으로 냉방에 소비되는 동력을 절감하기 위한 시스템이다.
구체적으로 외기 냉방 시스템은 제1 열교환부(110), 예냉부(120) 및 제1 냉각탑(130)을 포함하고, 제1 냉각수순환유로(140)를 따라 냉각수가 제1 열교환부(110)와 제1 냉각탑(130)을 순환하도록하여 실내에 냉방을 제공한다.
이때 제1 냉각탑(130)으로 회수되는 냉각수는 예냉부(120)에서 외기에 의해 1차적으로 냉각된다. 따라서 예냉부(120)는 외기에 의한 원활한 냉각을 위해 실외에 설치되는 것이 바람직하며, 복수 층으로 형성되는 건축물의 경우 외벽을 따라 하측에 상측으로 외기의 흐름이 발생하므로 냉각효과를 건축물 외벽을 따라 상측에 형성되는 것이 바람직하다.
따라서 본 출원에서의 건축물은 복수 개의 층으로 형성되는 건축물을 의미하고, 외기의 흐름은 고층으로 갈수록 강해지므로 외기 냉방을 효율적으로 하기 위해서는 고층 건축물인 것이 바람직하다.
제1 열교환부(110)는 실내에 배치되어 냉각수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시킨다. 따라서 제1 열교환부(110)의 일 측은 제1 냉각수공급유로(141)와 연결되며, 타 측은 제1 냉각수회수유로(142)와 연결되고, 내부에는 제1 냉각수공급유로(141)와 제1 냉각수회수유로(142)와 각각 연결되는 코일로 형성된다. 코일은 절곡되어 형성되어 냉각수와 실내 공기가 접촉하는 표면적을 증가시켜 열교환 효율을 향상시킨다.
또한 제1 열교환부(110)는 건축물의 내부에 배치되며, 실내로 부터 흡입되는 공기와 보다 쉽게 열교환 가능하도록 공기조화기(300) 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 냉각 시스템은 설치 공간을 최소화하는 동시에 실내 공기를 냉각 및 정화하여 제공할 수 있어 보다 쾌적한 환경을 사용자에게 제공한다. 또한 본 발명은 설치 공간 최소화를 통해 초기 설치 비용이 절감되는 효과를 갖는다.
예냉부(120)는 유입댐퍼(121), 예냉코일부(122) 및 토출그릴(123)를 포함하고, 건축물의 외부에 형성되어 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각시킨다. 이때 예냉부(120)는 냉각효과를 증대시키기 위해 건축물의 상측에 배치된다.
유입댐퍼(121)는 예냉부(120)의 하측에 형성되고, 토출그릴(123)은 예냉부(120)의 상측에 형성되어 건축물의 외벽을 따라 형성되는 상승 기류가 예냉부(120)를 관통할 수 있도록 한다. 이때 유입댐퍼(121)는 제어부에 의해 개폐되어 외기를 예냉부(120)의 내측으로 유입 또는 차단되도록 한다.
따라서 유입댐퍼(121)는, 외기 냉방을 하지 않는 경우, 폐쇄되어 외기가 예냉부(120)의 내측으로 유입되는 것을 차단하여 예냉코일부(122)의 동파 및 외기에 따른 손상 등을 방지하는 효과를 갖는다.
예냉코일부(122)는 제1 냉각수회수유로(142) 상에 설치되어, 제1 열교환부(110) 및 제1 냉각탑(130)에 각각 연결되어, 제1 열교환부(110)에서 열을 전달받은 고온의 냉각수가 제1 냉각탑(130)으로 회수되기 전에 외기에 의해 예냉되도록 한다.
따라서 예냉코일부(122)는 복수 개의 코일로 형성되어 외기와 냉각수가 접촉되는 표면적을 증가시켜 열교환 효율을 향상시킨다. 이때 예냉코일부(122)는 내부에 배치되는 제1 열교환부(110)와 연결된다.
다시 말해 예냉코일부(122)는 제1 냉각수회수유로(142)에 의해 제1 열교환부(110) 및 제1 냉각탑(130)에 각각 연결되어 회수되는 냉각수를 예냉하여 외기 냉방 시스템의 운전비를 절감시키는 효과를 갖는다.
따라서 본 발명의 일실시 예의 예냉부(120)는 건축물의 상측에 외벽을 따라 상하 방향으로 길게 형성되어, 동력을 사용하지 않고 외기의 흐름을 이용하여 냉각수를 냉가시켜 제1 냉각탑(130)에서 소모되는 냉매 및 송풍팬의 구동동력을 절감하여 냉방 시스템의 운전비를 최소화한다.
또한 예냉코일부(122) 파손 시에는 코일 자체를 모두 교환하여야 하므로, 동파 등의 손상을 최소화하여 유지 보수 비용을 절감시키는 효과를 갖는다.
제1 냉각탑(130)은 제1 냉각수공급유로(141)를 통해 제1 열교환부(110)와 연결되고, 제1 냉각수회수유로(142)를 통해 예냉코일부(122)와 연결되어 예냉부(120)에서 예냉되어 회수되는 냉각수를 냉각시켜 제1 열교환부(110)로 다시 공급한다.
이때 제1 냉각탑(130)은 제1 냉각수공급유로(141) 및 제1 냉각수회수유로(142)가 각각 연결되는 냉각탑코일부(131)의 상측으로 제1 냉각탑(130) 챔버에 저장된 냉매를 펌핑하고, 스프레이시켜 냉각수를 냉각시키는 밀폐형 냉각탑으로 형성된다. 따라서 제1 냉각탑(130) 챔버에 저장된 냉매는 외기보다 낮은 온도를 갖는 것이 바람직하다.
냉각탑코일부(131)는 복수 개의 코일로 형성되어 냉각수와 냉매가 접촉되는 표면적을 증가시켜 열교환 효율을 향상시킨다.
본 발명의 일실시 예의 예냉코일부(122)와 냉각탑코일부(131)는 각각 복수 개의 코일로 형성된다. 이때 코일은 직관부(1221,1311)와 서로 인접하는 직관부(1221.1311)와 연결되도록 절곡되어 형성되는 연결부(1222,1312)가 착탈되는 구조를 갖는다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 직관(1221,1311)부의 양 말단의 직경은 작게 형성되어 연결부(1222,1312) 일 말단의 내측으로 끼움 결합되고, 직경부(1221,1311)의 양 말단에 각각 결합되는 연결부(1222,1312)의 타 말단은 서로 다른 직관부(1221,1311)의 말단에 결합되어 복수 개의 코일은 내부가 연통되어 형성된다.
따라서 각 코일의 연결부(1222,1312)에 내부 동결이 발생한 경우에는 연결부(1222,1312)만을 분리시켜, 동결에 의한 압력 상승에 의해 직관부(1221,1311)가 파손되는 것을 방지하여 내구성을 향상시키는 동시에 유지 보수 비용을 절감시키는 효과를 갖는다.
제1 냉각수순환유로(140)는 제1 냉각탑(130)에서 제1 열교환부(110)로 냉각수를 공급하는 제1 냉각수공급유로(141)와 제1 열교환부(110)에서 제1 냉각탑(130)으로 냉각수를 회수하는 제1 냉각수회수유로(142)로 형성된다. 또한 제1 냉각수공급유로(141) 및 제1 냉각수회수유로(142)는 분기되어 각 층에 형성된 제1 열교환부(110)와 예냉코일부(122)에 각각 연결된다.
따라서 냉각수는 제1 열교환부(110)와 예냉부(120)와 제1 냉각탑(130)을 순환하며 내부 공기에서 열을 전달받아 외부로 배출한다. 이때 냉각수는 외기에 의해 1차적으로 냉각되고, 2차적으로 냉매로 냉각되어 냉각수의 냉각에 소요되는 운전비를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일실시 예의 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템은 냉동기(210)와, 상기 건축물 내부에 배치되어 냉수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시키는 제2 열교환부(220)와, 제2 냉각수순환유로(250)에 의해 상기 냉동기(210)와 연결되어 냉각수를 냉각시키는 제2 냉각탑(230)으로 형성되는 동력냉방부(200);를 더 포함할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 제1 열교환부(110)와 예냉부(120)와 제1 냉각탑(130)으로 구성되어 외기로 냉각하는 냉방부를 외기냉방부(100)로 정의하고, 냉동기(210)와 제2 열교환부(220)와 제2 냉각탑(230)으로 구성되어 냉매와의 열교환이 이루어지는 냉방부는 동력냉방부(200)로 정의한다.
동력냉방부(200)는 냉매를 이용하여 압축, 응축, 팽창, 증발의 과정을 반복하여 증발기 측 열원으로부터 열을 흡수하고 응축기 측 열원을 통해 열을 방출하며 외기냉방부(100)보다 많은 동력을 사용하여 냉방하는 방식의 냉방 시스템이다.
구체적으로 동력냉방부(200)는 냉동기(210), 제2 열교환부(220) 및 제2 냉각탑(230)을 포함하고, 냉수순환유로(240)를 따라 냉수가 제2 열교환부(220)와 냉동기(210)를 순환하도록하여 실내에 냉방을 제공한다. 이때 제2 냉각수순환유로(250)를 따라 냉각수가 냉동기(210)와 제2 냉각탑(230)을 순환하도록하여 열을 외부로 배출한다.
제2 열교환부(220)는 실내에 배치되어 냉수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시킨다. 따라서 제2 열교환부(220)의 일 측은 냉수회수유로(242)와 연결되며, 타 측은 냉수공급유로(241)와 연결되며, 내부는 냉수회수유로(242)와 냉수공급유로(241)에 각각 연결되는 코일로 형성된다. 코일은 복수 개로 형성되어 냉수와 실내 공기가 접촉하는 표면적을 증가시켜 열교환 효율을 향상시킨다.
또한 제2 열교환부(220)는 건축물의 공기조화기(300) 내부에 배치되어 실내로부터 흡입되는 공기와 보다 쉽게 열교환 가능하다. 따라서 본 발명의 냉각 시스템은 설치 공간을 최소화하는 동시에 실내 공기를 냉각 및 정화하여 제공할 수 있어 보다 쾌적한 환경을 사용자에게 제공한다. 또한 본 발명은 설치 공간 최소화를 통해 초기 설치 비용이 절감되는 효과를 갖는다.
다시 말해 제1 열교환부(110)와 제2 열교환부(220)는 실내에 형성되는 공기조화기(300) 내부에 설치되며, 공기조화기(300)는 실내 공기가 흡입되는 흡입댐퍼(310)와 냉각된 실내 공기를 다시 실내로 공급하는 공급팬(320)을 구비하여 실내를 효율적으로 냉방한다.
따라서 본 발명의 냉각 시스템은 예냉부(120)와 연결되는 제1 열교환부(110)와 냉동기(210)와 연결되는 제2 열교환부(220)를 건물 내부 공기 조화기에 배치하여 보다 간단한 구조를 사용하여 각 층의 공기를 냉각하고, 다시 각 층으로 공급될 수 있도록 한다. 이때 공기조화기(300)에는 공기를 정화하는 장치가 더 구비될 수 있어 사용자게 보다 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 냉각 시스템은 실내 공기를 제1 열교환부 및 제2 열교환부로 이중 냉각하여, 보다 신속하게 냉방을 제공할 수 있는 동시에, 운전비를 절감시키는 효과를 갖는다.
제2 냉각탑(230)은 냉각수를 스프레이시키는 제2 스프레이(231)와 상측에 설치되는 송풍팬(232)으로 형성된다. 이때 제2 냉각탑(230)은 회수되는 냉각수를 제2 냉각탑(230)의 상측에서 스프레이시켜 유입되는 외기에 의해 냉각시키는 개방형 냉각탑 또는 밀폐형 냉각탑으로 형성된다.
구체적으로 제2 스프레이(231)는 냉각수가 냉동기(210)에서부터 회수되는 유로와 연결되어 냉각수를 상측에서 스프레이시키고, 송풍팬(232)은 외부에서 유입되는 외기를 강제적으로 배출시켜 제2 스프레이(231)에서 분사되는 냉각수를 외기에 의해 냉각시키며, 냉각된 냉각수는 하부에 집수되어 유로를 통해 냉동기(210)로 공급된다.
따라서 동력냉방부(200)는 송풍팬(232)을 구동하여 냉방을 제공하므로, 외기냉방부(100) 보다 많은 동력을 소비하여 실내에 냉방을 제공한다.
제어부는 예냉부(120)와 제1 냉각탑(130)을 제어하여, 냉각 시스템의 수명을 연장시키는 동시에 사용자에게 보다 향상된 편의를 제공한다. 구체적으로는 외기 냉방을 하지 않는 경우에도 제1 냉각수순환유로(140)에 설치되는 펌프는 계속하여 가동시켜 냉각수가 순환할 수 있도록 하는 동시에, 유입댐퍼(121)를 폐쇄하여 외기가 예냉부(120)의 내측으로 유입되는 것을 차단하여 예냉코일부(122)와 냉각탑코일부(131)의 동파를 방지한다.
또한 온도가 일정 이하로 떨어지는 경우에는 예냉코일부(122)와 냉각탑코일부(131)를 형성하는 코일 내부에 잔존하는 냉각수를 모두 배수하여 동파를 방지하고, 사용 시에는 자동을 충수한다. 따라서 본 발명의 제1 냉각수순환유로(140)에는 온도센서가 설치되는 것이 바람직하다.
또한 제어부는 미리 설정된 온도에 따라 외기냉방부(100) 및 동력냉방부(200)의 가동여부를 제어한다. 외기냉방부(100)만을 사용하여 실내에 냉방을 제공하는 경우 동력을 가장 적게 소비할 수 있으나, 우리나가 기후에서는 7-8월에는 외부 기온이 매우 높아 외기냉방부(100)를 사용할 수 없기 때문이다.
따라서 제어부는 미리 설정된 온도에 따라 외기냉방부(100)와 동력냉방부(200)를 동시 또는 별도로 가동시켜 환경에 맞춰 최적화된 상태로 제어한다. 일 예로는 외기의 온도가 환기온도에 비해 낮고, 설정된 온도 범위인 16℃~27℃ 사이의 온도일 경우에 외기냉방부(100)를 가동할 수 있다.
그 결과 동력냉방부(200)만을 가동하였을 때보다, 실내의 온도가 증가율이 감소할 수 있다. 이는 건축물의 축냉효과를 나타낸 것으로써, 초기 냉방부하가 감소하고 이로 인해 냉방에 소비되는 동력이 감소에 의해 에너지를 절감시키는 효과를 갖는다.
따라서 본 발명의 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템은 외기냉방부(100)와 동력냉방부(200)를 동시 또는 별도로 가동하여 냉방 비용을 절감할 수 있으며, 제어부에 의해 외기냉방부(100)의 동파를 방지하여 냉방 시스템의 내구성을 향상시키는 효과를 갖는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.
100 외기냉방부
110 제1 열교환부
120 예냉부 121 유입댐퍼 122 예냉코일부부
1221,1311 직관부 1222,1312 연결부 123 토출그릴
124 증온부
130 제1 냉각탑 131 냉각탑코일부부 1311 직관부
140 제1 냉각수순환유로 141 제1 냉각수공급유로
142 제1 냉각수회수유로 1421 연결유로
200 동력냉방부 210 냉동기 220 제2 열교환부
230 제2 냉각탑 231 제2 스프레이 232 송풍팬
240 냉수순환유로 241 냉수공급유로 242 냉수회수유로
250 제2 냉각수순환유로
300 공기조화기 310 흡입댐퍼 320 공급팬

Claims (8)

  1. 외기를 이용하여 건축물 내부를 냉방하는 외기 냉방 시스템에 있어서,
    상기 건축물의 내부에 배치되어 냉각수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시키는 제1 열교환부;
    상기 제1 열교환부와 연결되고, 상기 건축물의 상측 외부에 형성되어 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 예냉부;
    상기 제1 열교환부와 상기 예냉부와 연결되고, 냉각탑코일부에 의해 상기 예냉부에서 회수되는 냉각수를 냉각시키는 밀폐형 냉각탑으로 형성되는 제1 냉각탑;
    상기 제1 열교환부와 상기 예냉부와 상기 제1 냉각탑을 연결하여, 냉각수가 공급 또는 회수되도록 형성되는 제1 냉각수순환유로;
    냉동기와, 상기 건축물 내부에 배치되는 냉수와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시키는 제2 열교환부과, 제2 냉각수순환유로에 의해 상기 냉동기와 연결되어 냉각수를 냉각시키는 제2 냉각탑으로 형성되는 동력냉방부; 및
    외기의 온도 및 실내공기의 온도에 따라, 상기 제1 열교환부, 상기 예냉부 및 상기 제2 냉각탑으로 형성되는 외기냉방부와 상기 동력냉방부의 가동을 동시 또는 별개로 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 건축물은 복수 개의 층으로 형성되고, 상기 제1 열교환부와 상기 제2 열교환부는 상기 건축물 내부에 형성된 공기조화기 내부에 배치되며, 상기 예냉부는 상기 건축물의 외벽을 따라 형성되어 하측에서 상측으로 외기의 흐름이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 냉각수순환유로는 상기 제1 냉각탑에서 상기 제1 열교환부로 냉각수가 공급되는 제1 냉각수공급유로와 상기 제1 열교환부에서 상기 제1 냉각탑으로 냉각수가 회수되는 제1 냉각수회수유로로 형성되고,
    상기 예냉부는 상기 제1 냉각수회수유로에 형성되어, 상기 냉각탑으로 회수되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각시키는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 예냉부는 차폐되어 외기가 유입 또는 차단되는 유입댐퍼와 열교환이 이루어지는 예냉코일부과 외기가 토출되는 토출그릴를 포함하고,
    상기 유입댐퍼는 하측에 형성되고, 상기 토출그릴은 상측에 형성되어, 상기 건축물 외벽의 하측에서 상측으로 외기의 흐름이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 예냉코일부과 냉각탑코일부은 각각 복수 개의 코일로 형성되고, 상기 코일은 직관부와 서로 인접하는 직관부가 연결되도록 절곡되어 형성되는 연결부가 착탈구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 외기의 온도가 미리 설정된 온도 이하인 경우, 상기 유입댐퍼를 폐쇄하고 상기 예냉코일부과 상기 냉각탑코일부 내부에 남아있는 냉각수를 배수하여 동파를 방지하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 외기의 온도가 상기 공기조화기에서 실내로 토출되는 공기의 온도보다 낮은 경우에만, 상기 외기냉방부를 가동시키는 것을 특징으로 하는 건축물 구조를 이용한 외기 냉방 시스템.
  8. 삭제
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