KR102095486B1 - 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템 - Google Patents

응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템은, 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매와 공기가 열교환되는 응축기; 상기 응축기에서 냉각된 액체 상태의 냉매를 단열 팽창시키는 팽창 밸브; 및 상기 팽창 밸브에서 토출된 습포화 증기와 공기가 열교환하여 냉매의 과열도를 높혀 상기 압축기로 회수하는 증발기;를 포함하는 축사 전용 냉방 시스템에 있어서, 상기 응축기는 상기 증발기의 하방에 설치되며, 상기 증발기의 하방에 설치되며 상기 증발기에서 냉매와 열교환되는 공기로부터 생성된 응축수를 집수하는 응축수 집수팬; 상기 응축기의 전방에 설치되며 내부 공간에 일정한 크기로 분할된 망구조를 형성함으로써 상기 응축수 집수팬으로부터 낙하 된 응축수가 상기 망구조를 따라 하방으로 흐르도록 배치된 응축수 확산 쿨러; 및 상기 응축기의 후방에 설치되며 상기 응축수 확산 쿨러를 통과하는 응축수가 상기 응축기 주변을 통과하는 공기를 선제적으로 냉각시키도록 유도하면서 동시에 증발하여 증발 잠열이 상기 응축기의 냉매와 열교환 되도록 하는 송풍팬;을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템{Cooling system for barn house with improved heat efficiency by using condensate water}
본 발명은 냉방 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로 축사 전용 냉방 시스템에 적용되며 응축수를 이용하여 냉각 효율을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 가축사육을 위한 축사는 온도가 가축의 성장에 큰 영향을 미치게 되므로 적정한 온도를 유지하여야 한다. 특히, 돼지나 닭을 사육하기 위한 축사 내부의 온도가 너무 높거나 낮은 경우 사료 섭취율 저하, 분만율 저하, 집단폐사 등이 발생 된다.
대한민국의 양돈 환경에서 돼지의 폐사 원인으로는 돈사의 온도와 습도, 공기 오염이 주된 원인이 되고 있다. 양돈의 주요 폐사 원인인 온도 관리와 공기 오염을 해결함으로써 폐사율을 현저하게 줄일 수 있다.
특히, 혹서기에는 축사의 실내 온도를 적정한 상태로 유지하기 위한 냉방장치가 설치된다.
이와 같은 축사 냉방 시스템의 일 예가 대한민국 등록특허 제1115593호에 개시되어 있다.
그런데 상기 등록특허에 개시된 냉방 시스템은 냉매를 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 순차적으로 순환하도록 함으로써 증발기에서 공기와 냉매를 열교환시켜 차가운 공기를 축사 안으로 송풍함으로써 혹서기에 축사 안의 공기를 가축의 생활에 적정한 온도로 유지한다. 그런데 증발기에서 냉매와 공기가 열 교환되는 과정에서 공기의 온도가 냉각되면서 포화수증기압이 낮아져서 이슬점 이하가 되어 응축수가 형성된다. 통상적으로 응축수의 온도는 2℃ 내지 7℃ 정도로 고온 고압의 냉매의 과열도를 조절하기에 유용하지만 현실적으로 응축수는 그대로 버려지는 것이 일반적이다. 이에 따라 압축기에서 고온 고압으로 토출 된 냉매가 응축기에서 충분하게 냉각되지 못함으로써 냉매의 열 효율이 떨어지고 냉방 효율이 나빠지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 축사 전용 냉방 시스템의 증발기에서 생성되는 응축수를 이용하여 열 효율을 현저하게 향상시킨 냉방 시스템을 제공하는 데 있다. 특히, 응축수를 이용함에 있어서 부가적인 설비를 최소화함으로써 제조 원가의 상승을 최대한 억제할 수 있는 냉방 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템은, 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매와 공기가 열교환되는 응축기;
상기 응축기에서 냉각된 액체 상태의 냉매를 단열 팽창시키는 팽창 밸브; 및
상기 팽창 밸브에서 토출된 습포화 증기와 공기가 열교환하여 냉매의 과열도를 높혀 상기 압축기로 회수하는 증발기;를 포함하는 축사 전용 냉방 시스템에 있어서,
상기 응축기는 상기 증발기의 하방에 설치되며,
상기 증발기의 하방에 설치되며 상기 증발기에서 냉매와 열교환되는 공기로부터 생성된 응축수를 집수하는 응축수 집수팬;
상기 응축기의 전방에 설치되며 내부 공간에 일정한 크기로 분할된 망구조를 형성함으로써 상기 응축수 집수팬으로부터 낙하 된 응축수가 상기 망구조를 따라 하방으로 흐르도록 배치된 응축수 확산 쿨러; 및
상기 응축기의 후방에 설치되며 상기 응축수 확산 쿨러를 통과하는 응축수가 상기 응축기 주변을 통과하면서 상기 응축수 확산 쿨러에서 증발 잠열이 상기 응축기의 냉매와 열교환 되도록 하는 송풍팬;을 포함한 점에 특징이 있다.
상기 응축수 확산 쿨러는 평균 공극의 크기가 4mm 내지 8mm인 알루미늄 망 구조물을 포함한 것이 바람직하다.
상기 응축수 집수팬은 배출구를 향해 하향 경사진 바닥면을 구비하며,
상기 배출구의 하방에 배치되며 상기 배출구를 통해 배출된 응축수를 일정한 속도로 상기 응축수 확산 쿨러를 향해 낙하하도록 조절하는 응축수 분배 장치를 포함한 것이 바람직하다.
상기 응축수 분배 장치는 상기 배출구에서 배출된 응축수를 일정한 수위 이상에서만 상기 응축수 확산 쿨러를 향해 낙하시키도록 중앙부에 상방을 향해 돌출된 돌출턱을 구비하며,
상기 돌출턱의 상면에 응축수 분배공이 형성된 것이 바람직하다.
상기 응축수 분배공은 상기 송풍팬에 의해 유입되는 공기의 흐름 방향에 수직인 방향으로 다수 형성되며 일렬 또는 지그재그 형태로 배치된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템은, 증발기에서 생성되는 응축수를 별도의 동력 수단에 의하지 않고 중력의 작용에 의해 응축기 전방에 배치된 응축수 확산 쿨러에 일정한 유속으로 공급함으로써 응축기로 유입되는 공기의 온도를 선제적으로 낮출 뿐 아니라 응축수의 증발 잠열에 의해 응축기의 과열도를 조절할 수 있으므로 축사용 냉방 시스템의 냉각 효율을 현저하게 향상시키는 효과를 제공한다. 특히, 응축수를 재이용함에 있어서 펌프 등과 같은 별도의 장치를 구비하지 않고서도 응축수 확산 쿨러에 중력에 의해 응축수를 자유낙하 시킴으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있으므로 냉방 시스템의 제조 원가 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축사 전용 냉방 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 응축수 확산 쿨러의 입체적인 형태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 응축수 분배 장치의 입체적인 형태를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 주요 지점에서 냉매의 온도와 압력을 보여주는 몰리에르 선도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축사 전용 냉방 시스템의 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 응축수 확산 쿨러의 입체적인 형태를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 응축수 분배 장치의 입체적인 형태를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 1에 도시된 주요 지점에서 냉매의 온도와 압력을 보여주는 몰리에르 선도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템(10, 이하 "축사 전용 냉방 시스템"이라 함)은 축사 외부에 설치되어 찬 공기를 축사 내부로 공급하는 냉방 시스템이다.
상기 축사 전용 냉방 시스템(10)은 축사 외부에 설치된다. 상기 축사 전용 냉방 시스템(10)은 하나의 프레임 내부에 압축기(20), 응축기(30), 팽창 밸브(50) 및 증발기(60)가 설치된 일체형 냉방 시스템이다.
상기 축사 전용 냉방 시스템(10)은 압축기(20)와, 응축기(30)와, 리시버 탱크(40)와, 팽창 밸브(50)와, 증발기(60)와, 응축수 집수팬(70)과, 응축수 분배 장치(80)와, 응축수 확산 쿨러(90)를 포함한다.
상기 압축기(20)는 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하여 토출하는 장치다. 상기 압축기(20)는 공지된 상용 압축기(20)를 채용하여 구성할 수 있다.
상기 응축기(30)는 냉매 유로에 의해 상기 압축기(20)와 연결된다. 상기 응축기(30)는 상기 압축기(20)에서 토출된 고온 고압의 냉매와 공기가 열교환되는 일종의 열교환기다. 상기 응축기(30)는 기본적으로 냉매와 공기 간 열교환이 이루어진다. 상기 응축기(30)에 공급되는 공기는 축사 외부의 공기 열원이다. 상기 응축기(30)는 프레임 내부 공간상 하부에 배치된다. 즉, 상기 응축기(30)는 다른 구성 요소에 비하여 지면과 가장 가까운 위치에 배치된다. 상기 응축기(30)는 예컨대 판형 열교환기나 핀튜브 타입 열교환기가 채용될 수 있다. 상기 응축기(30)를 통과하는 냉매는 공기와 열교환에 의해 온도가 낮아져 액체 상태로 상변화된다.
상기 응축기(30)에서 액화된 냉매는 냉매 유로에 의해 팽창 밸브(50)로 공급된다. 상기 응축기(30)와 상기 팽창 밸브(50) 사이에는 리시버 탱크(40)가 설치된다. 상기 리시버 탱크(40)는 액상의 냉매를 일시적으로 수용하며 기체 상태의 냉매를 상기 리시버 탱크(40) 내에 수용하여 액화시키는 기능을 수행하며 액상의 냉매 만이 배출될 수 있도록 하는 작용을 수행한다. 상기 리시버 탱크(40)와 팽창 밸브(50)를 연결하는 냉매 유로에는 드라이어(42)와 사이트 글라스(44)가 설치된다. 상기 드라이어(42)는 냉매에서 수분을 제거하는 역할을 수행한다. 상기 사이트 글라스(44)는 냉매의 흐름을 육안으로 관찰할 수 있는 장치다.
상기 팽창 밸브(50)는 상기 응축기(30)를 통과한 냉매가 상기 리시버 탱크(40)를 거친 액체 상태의 냉매를 단열팽창시켜 습포화 증기로 변환하는 장치다. 냉매의 흐름 상 상기 팽창 밸브(50)의 상류에는 솔레노이드 밸브(52)가 설치될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(52)는 상기 팽창 밸브(50)로 공급되는 냉매의 유량을 개폐 또는 유량을 제어하는 역할을 수행한다.
상기 증발기(60)는 상기 팽창 밸브(50)와 유로로 연결된다. 상기 증발기(60)는 상기 팽창 밸브(50)에서 토출된 습포화 증기와 공기가 열교환 하여 냉매의 과열도를 높여 상기 압축기(20)로 회수하는 역할을 수행한다. 상기 증발기(60)와 상기 압축기(20)의 입구측과 냉매 유로로 연결된다.
상기 응축기(30)는 상기 증발기(60)의 하방에 설치된다. 더욱 바람직하게는 상기 응축기(30)가 상기 증발기(60)의 직하방에 설치되는 것이 유리하다.
상기 응축수 집수팬(70)은 상기 증발기(60)의 하방에 설치된다. 상기 응축수 집수팬(70)은 상기 증발기(60)에서 냉매와 열교환 되는 공기로부터 생성된 응축수를 집수하는 구조물이다. 상기 응축수 집수팬(70)은 경사진 바닥면을 구비한다. 상기 응축수 집수팬(70)은 배출구(75)를 구비한다. 상기 응축수 집수팬(70)은 상기 배출구(75)를 향해 하향 경사진 바닥면을 구비한다. 상기 배출구(75)는 상기 응축수 집수팬(70)의 바닥면 최하단부로부터 하방으로 돌출된 관상의 구조물이다.
상기 응축수 확산 쿨러(90)는 상기 응축기(30)의 전방에 설치된다. 상기 응축수 확산 쿨러(90)는 내부 공간에 일정한 크기로 분할된 망구조를 형성한다. 상기 응축수 확산 쿨러(90)는 상기 응축수 집수팬(70)으로부터 낙하 된 응축수가 상기 망구조를 따라 하방으로 흐르도록 배치된다. 상기 응축수 확산 쿨러(90)는 망 하우징(92)과 망 구조물(94)을 포함한다. 상기 망 하우징(92)은 상기 망 구조물(94)의 외부에 설치되어 상기 망 구조물(94)을 고정하는 역할을 수행한다. 상기 망 구조물(94)은 알루미늄 판재를 절개한 후 사방으로 잡아당김으로써 다이아몬드 형태의 구멍이 다수 형성된 망 구조물(94)을 형성할 수 있다. 상기 응축수 확산 쿨러(90)는 3겹 정도를 적층하여 사용할 수 있다. 상기 응축수 확산 쿨러(90)는 평균 공극의 크기가 4mm 내지 8mm인 알루미늄 망 구조물(94)인 것이 바람직하다. 상기 평균 공극의 크기가 4mm 미만인 경우 응축수가 원활하게 하방으로 흐르지 못하거나 통과 공기측의 저항이 현격히 증가하는 문제점이 있다. 상기 평균 공극의 크기가 8mm를 초과하는 경우 응축수가 고르게 분배되지 못하고 한쪽으로 편중되는 문제점이 있다. 상기 망 하우징(92)의 바닥에는 다수의 구멍이 구비된다. 상기 망 하우징(92)의 바닥면에 형성된 다수의 구멍은 상기 응축수 확산 쿨러(90)에서 기화되지 못한 여분의 응축수를 외부로 배출하는 용도로 구비된 것이다. 상기 망 하우징(92)의 바닥면은 외부에 노출된 형태로 설치된다. 상기 망 구조물(94)의 두께는 30mm 정도가 바람직하다. 예컨대 상기 망 구조물(94)은 두께가 4mm 내지 8mm인 망 구조물을 복수 겹쳐서 형성될 수 있다.
상기 응축수 분배 장치(80)는 상기 응축수 집수팬(70)과 상기 응축수 확산 쿨러(90) 사이에 설치된다. 상기 응축수 분배 장치(80)는 상기 배출구(75)의 하방에 배치된다. 상기 응축수 분배 장치(80)는 상기 배출구(75)를 통해 배출된 응축수를 일정한 속도로 상기 응축수 확산 쿨러(90)를 향해 낙하하도록 조절하는 장치다. 상기 응축수 분배 장치(80)는 돌출턱(82)을 구비한다. 상기 돌출턱(82)은 상기 응축수 분배 장치(80)의 중앙부 바닥면에서 상방을 향해 돌출된 기둥 형태의 구조물이다. 상기 돌출턱(82)의 상면에는 응축수 분배공(84)이 구비된다. 상기 응축수 분배공(84)은 다수 구비된다. 상기 응축수 분배공(84)은 원형 또는 슬롯 형태의 구멍으로 구성될 수 있다. 상기 돌출턱(82)은 상기 배출구(75)에서 배출된 응축수를 일정한 수위 이상에서 수면이 수평으로 고루 형성된 상태에서만 상기 응축수 확산 쿨러(90)를 향해 낙하시키도록 하기 위해 마련된 것이다. 또한, 상기 응축수 분배 장치(80)는 별도의 노즐이나 펌프와 같은 장치 없이 중력에 의해 응축수가 커튼 형태로 일정한 속도로 낙하하도록 함으로써 상기 응축수 분배 장치(80)의 하방에 배치된 응축수 확신 쿨러(90)의 상면에 균일하게 입사될 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 송풍팬(95)은 상기 응축기(30)의 후방에 설치된다. 더 구체적으로 상기 송풍팬(95)은 상기 응축기(30)로 유입되는 공기의 흐름 상 상기 응축기(30)의 하류 쪽에 배치된다. 상기 송풍팬(95)은 가동 속도가 비례적으로 제어될 수 있는 것이 바람직하다. 상기 송풍팬(95)은 상기 응축수 확산 쿨러(90)를 통과하는 응축수가 상기 응축기(30) 주변을 통과하는 공기를 선제적으로 냉각시키도록 유도하면서 동시에 증발하여 증발 잠열이 상기 응축기의 냉매와 열교환 되도록 하는 작용을 수행한다.
상기 응축수 분배공(84)은 상기 송풍팬(95)에 의해 유입되는 공기의 흐름 방향에 수직인 방향으로 다수 배치된다. 다수의 상기 응축수 분배공(84)은 일렬 또는 지그재그 형태로 배치된다.
상기 응축기(30), 증발기(60)는 각각 한 쌍이 구비되며 병렬로 배치된다. 상기 응축기(30)와 상기 증발기(60) 사이에 배치된 상기 응축수 집수팬(70)과, 응축수 분배 장치(80)와, 응축수 확산 쿨러(90)는 각각 한 쌍이 구비된다. 도면에는 동일한 기능을 수행하는 구성요소는 동일한 번호로 표기하였다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 축사 전용 냉방 시스템(10)의 작용 효과를 냉매의 흐름을 따라 상세하게 서술하기로 한다.
도 1을 참조하여, 먼저 압축기(20)에서 압축된 고온 고압의 냉매 가스가 토출되어 응축기(30)에 유입된다. 상기 응축기(30)를 통과하면서 냉매와 공기는 열교환되어 냉매는 냉각되고 공기는 가열된다. 상기 응축기(30)를 통과한 냉매는 액체 상태로 상변화되어 리시버 탱크(40)에 일시적으로 수용된다. 상기 리시버 탱크(40)는 액상의 냉매만을 토출한다. 상기 리시버 탱크(40)에서 토출된 냉매는 냉매 유로를 따라서 드라이어(42)와 사이트 글라스(44)를 통과하여 솔레노이드 밸브(52)를 지나 팽창 밸브(50)에 유입된다. 상기 팽창 밸브(50)에서 냉매는 단열팽창하여 습포화 증기가 된다. 상기 팽창 밸브(50)를 통과한 냉매는 증발기(60)로 유입된다. 상기 증발기(60)에서 냉매는 축사로 공급되는 공기와 열교환된다. 이 과정에서 공기의 온도는 냉각되고 냉매의 온도는 상승하여 과열도가 증가한다. 과열도가 증가한 냉매는 기체상태로 상기 압축기(20)로 회수된다. 이와 같은 과정이 반복적으로 순환되면서 상기 증발기(60)를 통해 냉각된 공기가 축사 내부로 덕트 등을 통해 공급됨으로써 축사 냉방이 이루어진다. 이와 같은 냉매 순환 과정에서 상기 증발기(60)에서 공기와 냉매가 열교환될 때 공기의 온도가 하강함에 따라 포화수증기압이 낮아져서 이슬점 이하로 될 경우 공기 중의 수분이 응결하여 응축수가 생성된다. 상기 증발기(60)에서 생성되는 응축수의 온도는 2℃ 내지 7℃가 된다. 상기 증발기(60)에서 생성된 응축수는 상기 응축수 집수팬(70)에 모아진다. 상기 응축수 집수팬(70)에 모아진 응축수는 경사진 바닥면을 따라 배출구(75)를 통해 하방으로 낙하한다. 상기 배출구(75)의 하단은 상기 응축수 분배 장치(80)의 바닥면에서 이격된 상태로 배치된다. 또한, 상기 배출구(75)의 하단은 상기 응축수 분배 장치(80)에 구비된 돌출턱(82)의 상면보다 낮은 위치에 배치된다. 상기 배출구(75)에서 배출된 응축수는 상기 응축수 분배 장치(80)의 바닥면에 수용된다. 상기 응축수 분배 장치(80)에 수용된 응축수는 상기 돌출턱(82)의 상면 보다 낮은 수위에서는 상기 응축수 분배공(84)을 통과하지 못한다. 상기 응축수 분배 장치(80)에 점점 더 응축수가 축적되어 상기 돌출턱(82)의 상면 보다 수위가 높아진 경우 상기 돌출턱(82)의 상면에 배치된 상기 응축수 분배공(84)을 통해 응축수가 하방으로 낙하한다. 상기 응축수 분배공(84)의 크기는 직경 또는 폭이 4mm 내지 8mm인 것이 바람직하다. 상기 응축수 분배공(84)을 통해 낙하 된 응축수는 상기 응축수 확산 쿨러(90)의 상면 중앙부에 고르게 낙하 된다. 이에 따라 상기 응축수 확산 쿨러(90)의 상부로부터 하부로 응축수가 일정한 밀도로 흘러내리게 된다. 이 과정에서 상기 송풍팬(95)이 작동하여 공기를 상기 응축기(30)의 전방으로부터 후방으로 송풍한다. 이에 따라 외부의 공기가 상기 응축수 확산 쿨러(90)를 통과하면서 선제적으로 냉각된다. 이에 따라 상기 응축기(30)로 유입되는 공기가 냉각되어 공급되므로 냉매와의 열교환 효율이 향상된다. 이와 동시에 상기 응축수 확산 쿨러(90)를 따라 흘러내리는 응축수가 상기 송풍팬(95)에 의해 상기 응축기(30) 쪽으로 기화되면서 증발 잠열에 의해 공기가 냉각된다. 이와 같이 냉각된 공기와 미세 물 입자는 상기 응축기(30)의 냉매와 열교환이 이루어져 열교환 효율이 더욱 향상된다. 이에 따라 상기 응축기(30)를 통과하는 고온 고압의 냉매의 과열도 또는 과냉각도가 효과적으로 조절된다. 이에 따라 상기 응축기(30)에서 냉매가 충분히 냉각되므로 열교환 효율이 향상될 뿐 아니라 압축기(20)와 응축기(30)의 부하가 감소되어 운전 조건이 향상되는 효과가 있다. 한편, 상기 응축수 확산 쿨러(90)에서 증발되지 못한 여분의 응축수는 상기 응축수 확산 쿨러(90)의 망 하우징(92)의 바닥면에 형성된 다수의 구멍을 통해 외부로 배출될 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면 도 1에 도시된 냉매 유로 또는 주요 구성 요소의 위치에 표기된 ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ에서의 냉매의 엔탈피와 압력을 개략적으로 보여주는 몰리에르 선도로부터 응축수 확산 쿨러(90)를 통해 응축수가 공기의 온도를 선제적으로 낮추거나 기화잠열로 인해 냉매의 압력이 낮아지는 것을 도식적으로 이해할 수 있다. 즉 도 4에서 가로축은 냉매의 엔탈피 값을 나타내며, 세로축은 냉매의 압력을 나타낸다. 도 1에 표기된 각 위치에서의 냉매의 엔탈피와 압력을 구체적으로 살펴본다. 도 1에서 ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ는 응축수를 재사용하지 않고 버리는 경우의 냉매의 상태를 나타내며, ⓐ',ⓑ',ⓒ',ⓓ'은 응축수를 재사용하는 경우의 냉매의 상태를 나타낸다. 더 구체적으로, ⓐ --> ⓐ' 는 응축기(30)의 과열도가 조절됨으로써 압축기(20)의 부하가 감소 되는 것을 보여준다. ⓑ --> ⓑ' 은 응축기(30)에서 냉매가 응축수에 의해 더 냉각됨으로써 응축수가 사용되지 않을 때(ⓑ)에 비하여 더 낮은 압력을 가지게 됨을 보여준다. ⓒ --> ⓒ' 은 팽창 밸브(50)에서 단열 팽창에 의해 등엔탈피 감압 반응이 일어날 때 응축수에 의해 냉매가 충분히 더 냉각되어 단열팽창되기 전 압력이 더 낮아짐에 따른 변화를 보여준다.
이와 같이 본 발명에 따른 축사 전용 냉방 시스템은, 증발기에서 생성되는 응축수를 별도의 동력 수단에 의하지 않고 중력의 작용에 의해 응축기 전방에 배치된 응축수 확산 쿨러에 일정한 유속으로 공급함으로써 응축기로 유입되는 공기의 온도를 선제적으로 낮출 뿐 아니라 응축수의 증발 잠열에 의해 응축기의 과열도를 조절할 수 있으므로 축사용 냉방 시스템의 냉각 효율을 현저하게 향상시키는 효과를 제공한다. 특히, 응축수를 재이용함에 있어서 펌프 등과 같은 별도의 장치를 구비하지 않고서도 응축수 확산 쿨러에 중력에 의해 응축수를 자유낙하 시킴으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있으므로 냉방 시스템의 제조 원가 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.
10 : 축사 전용 냉방 시스템
20 : 압축기
30 : 응축기
40 : 리시버 탱크
42 : 드라이어
44 : 사이트 글라스
50 : 팽창 밸브
52 : 솔레노이드 밸브
60 : 증발기
70 : 응축수 집수팬
75 : 배출구
80 : 응축수 분배 장치
82 : 돌출턱
84 : 응축수 분배공
90 : 응축수 확산 쿨러
92 : 망 하우징
94 : 망 구조물
95 : 송풍팬

Claims (5)

  1. 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매와 공기가 열교환되는 응축기;
    상기 응축기에서 냉각된 액체 상태의 냉매를 단열 팽창시키는 팽창 밸브; 및
    상기 팽창 밸브에서 토출된 습포화 증기와 공기가 열교환하여 냉매의 과열도를 높혀 상기 압축기로 회수하는 증발기;를 포함하는 축사 전용 냉방 시스템에 있어서,
    상기 응축기는 상기 증발기의 하방에 설치되며,
    상기 증발기의 하방에 설치되며 상기 증발기에서 냉매와 열교환되는 공기로부터 생성된 응축수를 집수하는 응축수 집수팬;
    상기 응축기의 전방에 설치되며 내부 공간에 일정한 크기로 분할된 망구조를 형성함으로써 상기 응축수 집수팬으로부터 낙하 된 응축수가 상기 망구조를 따라 하방으로 흐르도록 배치된 응축수 확산 쿨러; 및
    상기 응축기의 후방에 설치되며 상기 응축수 확산 쿨러를 통과하는 응축수가 상기 응축기 주변을 통과하는 공기를 선제적으로 냉각시키도록 유도하면서 동시에 증발하여 증발 잠열이 상기 응축기의 냉매와 열교환 되도록 하는 송풍팬;을 포함하며,
    상기 응축수 집수팬은 배출구를 향해 하향 경사진 바닥면을 구비하며,
    상기 배출구의 하방에 배치되며 상기 배출구를 통해 배출된 응축수를 일정한 속도로 상기 응축수 확산 쿨러를 향해 낙하하도록 조절하는 응축수 분배 장치를 포함하며,
    상기 응축수 분배 장치는 상기 배출구에서 배출된 응축수를 일정한 수위 이상에서만 상기 응축수 확산 쿨러를 향해 낙하시키도록 중앙부에 상방을 향해 돌출된 돌출턱을 구비하며,
    상기 돌출턱의 상면에 응축수 분배공이 형성되며,
    상기 응축수 확산 쿨러는 망 구조물의 외부에 설치되어 상기 망 구조물을 고정하는 망 하우징을 포함하며,
    상기 망 하우징의 바닥에는 다수의 구멍이 구비되며, 상기 망 하우징의 바닥면에 형성된 다수의 구멍은 상기 응축수 확산 쿨러에서 기화되지 못한 여분의 응축수를 외부로 배출하도록 상기 망 하우징의 바닥면은 외부에 노출된 형태로 설치된 것을 특징으로 하는 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 응축수 확산 쿨러는 평균 공극의 크기가 4mm 내지 8mm인 알루미늄 망구조물을 포함한 것을 특징으로 하는 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 응축수 분배공은 상기 송풍팬에 의해 유입되는 공기의 흐름 방향에 수직인 방향으로 다수 형성되며 일렬 또는 지그재그 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 응축수를 이용하여 냉각 효율이 향상된 축사 전용 냉방 시스템.
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