KR102117571B1 - 빙상경기장의 냉매순환 배관장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 빙상경기장의 빙면을 효과적으로 제빙시키며, 균일한 냉기를 전달하여 넓은 면적에 균일하게 냉각하여 빙면을 관리할 수 있는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 관한 것이다.

Description

빙상경기장의 냉매순환 배관장치{Cooling circulation piping system of ice sheet stadium}

본 발명은 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 빙상경기장의 빙면을 효과적으로 제빙시키며, 균일한 냉기를 전달하여 넓은 면적에 균일하게 냉각하여 빙면을 관리할 수 있는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 관한 것이다.

일반적으로 겨울철 운동으로 인식되어 왔던 스케이팅은 실외 및 실내 활동을 통해 4계절 운동으로 행해지고 있으며, 대중운동으로 널리 보급되어 가고 있는 실정이다.

이에 따라 스케이팅 운동은 4계절에 할 수 있도록 실내 빙상 경기장의 건설이 늘어나고 있으나, 현재까지 국내에 건설된 실내 빙상 경기장의 수가 적어 설계에 대한 기술이 널리 알려지지 못한 경향이 있다.

이러한 실내 빙상 경기장은 아이스하키, 컬링, 스피드스케이팅, 피겨스케이팅, 대중용 다양한 용도에 맞춰 나누어지며, 스포츠 종류에 따라 그 크기가 결정하며, 링크 바닥구조에 따라 또 다른 분류가 이루어진다.

이때, 빙상 경기장은 신속한 설치 및 철거가 요구되는 조립방식을 통해 이동하여 원하는 위치에 설치하는 가동식 방식과, 설치 후 철거가 이루어지지 않는 바닥구조를 가지는 고정식 방식으로 구성된다.

이때, 고정식 바닥 구조는 영구형, 개방형, 모래충진형, 철판형 등으로 분류할 수 있으며, 이러한 방식의 주요사항은 다음과 같다.

상기 영구형바닥은 바닥면을 다목적으로 활용하기 위해 냉각관을 바닥 콘크리트 속에 매설하고 바닥표면을 깨끗하게 마감한 것이다. 일반적으로 전력 소비량이 많은 하절기에 타용도의 체육관으로 활용하기 위한 구조로써, 바닥이 고르고 수평이며 집중하중에 강한 이점이 있지만, 얼음의 결빙, 융해의 반복으로 인해 균열이 발생할 우려가 많다.

그리고 개방형 바닥 또는 모래충진형바닥은 냉각관을 바닥면에 노출하고 모래를 충진하는 방식으로 스케이팅 이외에 다른 목적으로는 사용하지 않으며 건설비를 저렴하게 하고자 하거나 비 사용시에 테니스장과 같은 용도로 사용하기 위해 냉각관을 떼어낼 필요가 있는 경우에 사용된다.

이러한 개방형바닥 또는 모래충진형바닥은 설치가 용이하고 설비비가 싸고 냉각관의 철거 및 설치가 간단하지만 빙면의 형성에 시간이 걸리고 수평유지가 어려운 단점이 있다.

또한, 철판형 바닥은 냉각관을 바닥면 위에 설치하고 그 위에 철판 마감을 하는 방식으로 단시간에 결빙하여야 할 경우, 링크와 수영장을 겸용으로 하고자 할 경우, 한 여름에 옥외 빙상 경기장를 설치하고자 할 경우에 채용되는 구조이다.

이와 같은 고정식 바닥구조는 냉동기의 증발기에서 냉매와 열교환된 저온의 브라인을 링크의 바닥에 배관된 철재로 이루어진 냉각관에 보내어 동결하는 간접제빙방식으로 빙상을 이루도록 함으로써, 열교환손실로 인해 시스템 효율이 떨어지고, 브라인펌프의 운전으로 동력비가 크고. 동결시간이 긴다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로 "빙상 경기장용 냉각장치 및 이를 통해 제조되는 빙상 및 냉각 제어시스템"이 제시된 바 있다.

종래기술은 냉각수단을 통해 빙상이 만들어질 공간을 구분한 각 빙상구역의 빙판온도를 센싱하여 적정 빙판의 온도를 유지시키기 위해 각 냉각수단에 브라인의 유량 또는 브라인의 냉각온도를 차별하여 공급하도록 이루어진다.

이를 위해 냉각기와, 상기 냉각기에 연결되어 냉각된 브라인을 주입 및 배출하여 브라인을 순환시키는 주입파이프 및 배출파이프와, 상기 주입파이프와 배출파이프를 통해 브라인을 내부에 순환시켜 냉각 온도를 갖도록 하는 냉각수단으로 이루어지되, 상기 냉각수단을 통해 빙판이 만들어질 공간을 구분한 각 빙판구역의 빙판 온도를 센싱하여 적정 빙판의 온도를 유지하는 제어부로 구성된다.

하지만 종래기술은 냉각기에서 초기에 발생된 브라인 주입파이프 및 배출파이프를 순환하면서 빙판의 온도를 제어하고 있으나, 순환되는 브라인의 온도는 주입되는 지점과 배출되는 지점의 온도가 상이하여 온도를 제어하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 이를 제어하여도, 브라인이 주입되는 초기 지점과 배출되는 끝 지점의 온도가 서로 달라 전력 및 유지가 어려운 실정이다.

그리고 외각에서 유입된 냉매를 빙상경기장으로 공급하여 순환시킴에 따라 냉매가 유입되는 부분과, 냉매가 순환되는 끝단부분으로 이동하면서 열교환에 의해 온도차가 달라 균일한 온도의 빙판을 유지할 수 없는 문제가 있다.

따라서 넓은 면적의 빙판을 균일하게 유지하기 위해서는 브라인의 온도가 초기온도와 끝 지점의 온도가 동일하게 순환되어야 하나, 순환되는 중 열교환을 통해 온도차이가 발생하는 것을 방지할 수 없는 구조로 되어 있다.

한국공개특허 제10-2017-0058037호(2017.05.26.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 빙상경기장의 빙면을 형성할 수 있도록 공급되는 냉매의 초기부분과 말기부분에 위치한 냉매가 교차시켜 순차적으로 공급하여, 균일한 냉기를 전달할 수 있는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 빙상경기장의 중앙에서 양측으로 냉매를 순환시킬 수 있도록 설치하여 균일한 온도의 냉매 공급이 가능한 빙상경기장의 냉매순환 배관장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 순환되는 냉매의 온도를 측정하여 공급되는 냉매의 온도를 제어하고, 냉매의 초기부분 및 말기부분의 온도차를 제어할 수 있는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉각기와 연결되어 냉각된 브라인을 공급하며, 빙상경기장의 중앙에 배치된 공급헤더; 상기 공급헤더에서 공급된 냉매를 상기 냉각기로 배출하는 배출헤더; 상기 공급헤더와 상기 배출헤더에 결합되어 상기 빙상경기장의 빙면구역으로 냉매를 순환시키는 다수개의 순환배관으로 이루어지되, 상기 순환배관은 상기 공급헤더에서 공급되는 냉매의 초기 온도부분과 말기 온도부분이 상호 교차되어 빙상경기장으로 순환되는 것을 특징으로 한다.

상기 빙상경기장의 중앙부분에는 길이방향을 따라 상기 공급헤더와 상기 배출헤더가 배치되는 삽입부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 공급헤더는 "U"자 형상을 가지고 일단이 상기 냉각기와 연결되어 타단을 향해 냉매가 공급되며, 상기 빙상경기장의 중앙부분에 배치되고, 상기 배출헤더는 상기 공급헤더의 길이방향을 따라 사이에 배치되어 일단이 상기 냉각기에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 공급헤더는 "U"자 형상 중 길이방향으로 형성되어 상기 냉각기와 연결시켜 초기 냉매가 유입되는 초기부분과, 반호형상의 절곡부분과, 상기 반호형상에 연결되어 상기 초기부분을 통과하여 냉기가 절감된 냉매가 유입되는 말기부분으로 이루어지는 것이 바람직하다.

다수개의 상기 순환배관은, 일측단은 상기 공급헤더의 상기 초기부분 및 상기 말기부분에 교차되도록 연결되어 냉매가 유입되며, 상기 빙상경기장을 순환한 뒤 상기 배출헤더로 냉매를 배출하는 것이 바람직하다.

상기 공급헤더 및 상기 배출헤더에는 수평방향으로 동일한 위치에서 길이방향을 따라 일정한 간격으로 이격되어 냉매의 공급 및 배출하는 유입관이 형성되며,

상기 유입관의 끝단에 형성되어 상기 순환배관의 끝단이 체결되며, 상기 공급헤더 및 상기 배출헤더로 공급 및 배출되는 냉매의 유입량을 제어하는 조절밸브와, 상기 순환배관에 형성되어 유입되는 냉매의 온도를 측정하는 온도측정센서와, 상기 온도측정센서에 의해 측정된 냉매의 온도에 맞춰 상기 조절밸브를 조절하여 냉매의 유입 및 배출량을 조절하는 제어부로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 따르면, 빙상경기장의 빙면을 형성할 수 있도록 공급되는 냉매의 초기부분과 말기부분에 위치한 냉매를 교차시켜 순차적으로 공급하여, 균일한 냉기를 전달할 수 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 빙상경기장의 중앙에서 공급헤더를 통해 공급된 냉매는 다수개의 순환배관을 통해 초기에 공급된 냉매와 끝단에 위치한 냉매를 교차시켜 빙상구역을 순환하여 균일한 냉기를 전달할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 따르면, 순환배관은 빙상경기장의 크기 및 형태에 맞춰 냉매를 순환시킬 수 있도록 길이를 조절이 가능한 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 순환되는 냉매의 온도를 측정하여 공급되는 냉매의 온도를 제어하고, 냉매의 초기부분 및 말기부분의 온도차를 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 빙상경기장의 냉매순환 배관장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 순환배관을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 설치상태를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 순환배관의 결합상태를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 온도제어상태를 도시한 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 냉매의 순환상태를 도시한 작동도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 빙상경기장의 냉매순환 배관장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 순환배관을 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 설치상태를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 순환배관의 결합상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 온도제어상태를 도시한 개념도이며, 도 6은 본 발명에 따른 냉매의 순환상태를 도시한 작동도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 빙상경기장의 빙면을 효과적으로 제빙시키며, 균일한 냉기를 전달하여 넓은 면적에 균일하게 냉각하여 빙면을 관리할 수 있는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 아이스링크의 바닥면에 시공되어 냉각기(200)에서 유입된 냉매를 순환시켜 빙면을 만들 수 있도록 공급헤더(10), 배출헤더(20), 순환배관(30)으로 이루어진다.

상기 공급헤더(10)는 냉각기(200)와 연결되어 냉각된 브라인을 공급하며, 빙상경기장(100)의 중앙에 배치된다.

상기 배출헤더(20)는 상기 공급헤더(10)에서 공급된 냉매를 상기 냉각기(200)로 배출한다.

상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)에 결합되어 상기 빙상경기장(100)의 빙면구역으로 냉매를 순환시키는 다수개로 이루어진다.

이때, 상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10)에서 공급되는 냉매의 초기 온도부분과 말기 온도부분이 상호 교차되어 빙상경기장으로 순환시킨다.

여기서 냉매는 간접냉매로써, 브라인을 사용하는 것이 바람직하나 냉기를 전달할 수 있는 프레온, 탄화수소, 유기화합물 등의 어느 하나 또는 혼합하여 사용이 가능하다.

즉, 상기 공급헤더(10)에서 공급된 냉매는 상기 순환배관(30)을 통해 상기 빙상경기장(100)의 빙면구역에 초기 온도부분의 냉매와 말기 온도부분의 냉매를 교차시켜 공급하여 균일한 냉기를 전달할 수 있다.

여기서 상기 빙상경기장(100)의 중앙부분에는 길이방향을 따라 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)가 배치되는 삽입부(110)가 형성된다.

즉, 상기 삽입부(110)는 상기 빙상경기장(100)의 중앙부분에서 함몰되어 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)가 배치시켜 상기 순환배관(30)에 간섭을 받지 않도록 이루어지며, 상기 빙상경기장(100)의 중앙부분에서 고르게 냉매를 순환시킬 수 있다.

이에 따라 상기 삽입부(110)에 의해 상기 빙상경기장(100)의 중앙에는 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)를 상기 빙상경기장(100)의 중앙부분에 배치하여 냉매가 균일하게 순환시킬 수 있도록 배치된다.

다음으로는 본 발명에 따른 상기 공급헤더(10), 상기 배출헤더(20) 및 상기 순환배관(30)에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 상기 공급헤더(10)는 "U"자 형상을 가지고 일단이 상기 냉각기(200)와 연결되어 타단을 향해 냉매가 공급되며, 상기 아이스링크의 중앙부분에 배치된다.

이러한 상기 공급헤더(10)는 "U"자 형상 중 길이방향으로 형성되어 상기 냉각기(200)와 연결시켜 초기 냉매가 유입되는 초기부분(11)과, 반호형상의 절곡부분(12)과, 상기 반호형상에 연결되어 상기 초기부분(11)을 통과하여 냉기가 절감된 냉매가 유입되는 말기부분(13)으로 이루어진다.

다음으로, 상기 배출헤더(20)는 상기 공급헤더(10)의 사이에서 길이방향으로 배치되어 일단이 상기 냉각기(200)에 연결된다.

즉, 상기 공급헤더(10)는 상기 삽입부(110)의 내부에 "U"형상으로 배치되면, 초기부분(11)이 상기 냉각기(200)와 연결되어 냉매가 유입되며, 상기 배출헤더(20)는 상기 삽입부(110)의 중앙에 길이방향으로 배치되어 "U"형상의 공급헤더(10) 중앙에 위치한다.

따라서 상기 공급헤더(10)는 상기 배출헤더(20)의 양측으로 상기 초기부분(11)과 상기 말기부분(13)이 배치되어 냉매가 공급할 수 있도록 이루어진다.

다음으로, 상기 순환배관(30)은 일측단이 상기 공급헤더(10)의 상기 초기부분(11) 및 상기 말기부분(13)에 교차되도록 연결되어 냉매가 유입되며, 상기 빙상경기장(100)을 순환한 뒤 상기 배출헤더(20)로 냉매를 배출한다.

이러한 상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10)의 수직방향을 향하도록 결합되어 중앙에 배치된 상기 공급헤더(10)에서 양측으로 냉매를 순환시킨다.

이대, 상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10)의 상기 초기부분(11)과 상기 말기부분(13)에서 교차되도록 길이방향으로 결합된다.

이를 통해 상기 순환배관(30)은 상기 초기부분(11)에서 유입된 냉매와, 상기 말기부분(13)에서 유입된 냉매가 교차되어 순환된다.

이러한 상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10) 및 배출헤더(20)에 연결되어 냉매를 빙면부분에 순환시킬 수 있도록 제1체결부재(31), 제1공급라인(32), 제1회전라인(33), 제2공급라인(34) 제2회전라인(35), 제3공급라인(36) 및 제2체결부재(37)로 이루어진다.

상기 제1체결부재(31)는 상기 공급헤더(10)에 일측이 체결되어 수직으로 돌출된 후 타측이 측방향을 향해 절곡된다.

즉, 상기 제1체결부재(31)는 "ㄱ"형상으로 절곡되며, 일단이 상기 공급헤더(10)에 연결되고, 절곡된 타단에 상기 제1공급라인(32)이 연결된다.

상기 제1공급라인(32)은 상기 제1체결부재(31)의 타측에 결합되어 냉매가 이동한다.

따라서 상기 제1공급라인(32)은 상기 제1체결부재(31)에 결합되어 상기 공급헤더(10)의 측방향으로 냉매를 공급한다.

이를 통해 빙면구역의 일측을 향해 냉매가 이동된다.

상기 제1회전라인(33)은 상기 제1공급라인(32)의 끝단에 일측이 결합되며, 반호형상으로 이루어진다.

이러한 상기 제1회전라인(33)은 상기 제2공급라인(34)으로 냉매를 이동시킬 수 있도록 반호형상의 파이프형상으로 이루어진다.

따라서 상기 제1회전라인(33)을 통해 빙면구역의 끝으로 이동한 냉매를 반대방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 제2공급라인(34)은 상기 제1회전라인(33)의 타측에 결합되어 상기 제1공급라인(32)과 평행으로 배치되어 냉매가 이동한다.

따라서 상기 제2공급라인(34)은 상기 제1회전라인(33)에 결합되어 상기 공급헤더(10)를 지나 빙면구역의 반대쪽 끝단까지 배치된다.

상기 제2회전라인(35)은 상기 제2공급라인(34)의 끝단에 일측이 결합되며, 반호형상으로 이루어진다.

이러한 상기 제2회전라인(35)은 상기 제1회전라인(33)과 동일한 구성을 통해, 상기 제2공급라인(34)의 끝단에서 반대쪽의 빙면구역을 향해 회전시킨다.

상기 제3공급라인(36)은 상기 제2회전라인(35)의 타측에 결합되어 상기 제1공급라인과 평행하게 배치되어 냉매가 이동한다.

따라서 상기 제3공급라인(36)은 상기 제2회전라인(35)을 통해 방향이 회전된 냉매를 상기 배출헤더(20)으로 배출할 수 있도록 배치된다.

상기 제2체결부재(37)는 상기 제3공급라인(36)의 끝단에 체결되어 상기 배출헤더(20)로 냉매를 배출한다.

여기서 상기 제2체결부재(37)는 상기 제3공급라인(36)을 통해 이동한 냉매를 상기 배출헤더(20)로 공급한다.

이러한 상기 제2체결부재(37)는 상기 제3공급라인(36)에 연결되고, 하부를 향해 수직으로 절곡된 후, 상기 배출헤더(20)의 측면에 결합될 수 있도록 측면 하부를 향해 절곡되어 이루어진다.

따라서, 상기 제2체결부재(37)는 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20) 사이의 공간까지 냉매가 이동한 후 상기 배출헤더(20)로 이동할 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 제2체결부재(37)로 유입되는 냉매는 절곡된 부분을 따라 일정하게 이동하여 상기 배출헤더(20)로 원활하게 공급할 수 있다.

여기서 상기 제1체결부재(31) 및 상기 제2체결부재(37)는 동파이프로 구성되며, 상기 제1 내지 3공급라인(32,34,36), 상기 제1 및 2 회전라인(33,35)은 동파이프 또는 플라스틱 파이프로 구성되는 것이 바람직하나, 설계 및 장소 등을 고려하여 동파이프 및 플라스틱 파이프 중 어느 하나 또는 복합적으로 가능하다.

그리고 상기 순환배관(30)에는 각 라인을 고정하는 고정부재(38) 및 패킹부재(39)가가 더 포함된다.

즉, 상기 제1 및 상기 제2 체결부재(31,37)는, 상기 제1 및 제2 회전라인(33, 35)은 상기 제1 내지 3 공급라인(32, 34, 36)의 내부에 삽입된다.

따라서 상기 제1 및 상기 제2 체결부재(31, 37), 상기 제1 및 제2 회전라인(33, 35)의 외주면에는 패킹부재(39)가 결합되어 상기 제1 내지 3 공급라인(32, 34, 36)에 삽입된 후 냉매가 유출되는 것을 방지한다.

그리고 상기 제1 내지 제3 공급라인(32, 34, 36)의 외주면의 양끝단에는 상기 고정부재(38)가 결합되어 상기 제1 내지 제3 공급라인(32, 34, 36)에 삽입된 상기 제1 및 상기 제2 체결부재(31, 37), 상기 제1 및 제2 회전라인(33, 35)을 가압하여 고정한다.

이를 통해 각 라인을 통해 냉매가 유출되는 것을 방지하고, 견고하게 체결할 수 있다.

그리고 상기 제1 내지 제3공급라인(36)은 빙면구역의 규모에 따라 상기 제1 및 상기 제2 체결부재(31, 37)와 상기 제1 및 제2 회전라인(33, 35)과 삽입되는 길이를 조절하여 전체길 조절이 가능하다.

이를 통해 빙면구역의 끝부분이 굴곡 또는 직각으로 형성될 때 원활한 설치가 가능하다.

그리고 상기 공급헤더(10) 및 상기 배출헤더(20)에는 수평방향으로 동일한 위치에서 길이방향을 따라 일정한 간격으로 이격되어 냉매의 공급 및 배출하는 유입관(40)이 형성된다.

따라서 상기 공급헤더(10) 및 상기 배출헤더(20)에는 길이방향을 따라 일정한 간격으로 냉매가 유입 및 배출되는 유입관(40)이 형성된다.

이때, 상기 유입관(40)은 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)는 동일한 수평선상에 위치하여 상기 순환배관(30)이 동일한 간격으로 배치된다.

또한, 상기 유입관(40)의 끝단에 형성되어 상기 순환배관(30)의 끝단이 체결되며, 상기 공급헤더(10) 및 상기 배출헤더(20)로 공급 및 배출되는 냉매의 유입량을 제어하는 조절밸브(51)와, 상기 순환배관(30)에 형성되어 유입되는 냉매의 온도를 측정하는 온도측정센서(52)가 형성된다.

여기서 상기 조절밸브(51)는 상기 유입관(40)에는 상기 순환배관(30)을 간편하게 체결할 수 있도록 원터치방식으로 이루어져 다수개의 상기 순환배관(30)을 편리하게 체결할 수 있다.

또한, 상기 조절밸브(51)는 전자식 방식을 통해 외부에서 냉매의 이동 및 유입량을 제어할 수 있다.

아울러, 상기 조절밸브(51)는 외부의 제어가 이루어지지 않을 경우 일정압 이상의 냉매가 가해지면 개방되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 온도측정센서(52)는 냉매가 유입되는 지점에 다수개 설치된다.

즉, 상기 온도측정센서(52)는 상기 공급헤더(10)에 결합된 다수개의 상기 순환배관(30)의 상기 제1체결부재(31)에 형성되어 유입되는 냉기의 온도를 측정한다.

이때, 상기 온도측정센서(52)는 다수개의 상기 순환배관(30)에 모두 형성되어 냉매의 온도를 측정하거나, 일정간격 이격설치하여 냉매의 온도를 측정한다.

그리고 상기 온도측정센서(52)에 의해 측정된 냉매의 온도에 맞춰 상기 조절밸브(51)를 조절하여 냉매의 유입 및 배출량을 조절하는 제어부(50)가 형성된다.

따라서 상기 제어부(50)는 다수개의 상기 온도측정센서(52)에서 측정된 상기 순환배관(30)의 온도에 따라 설정된 값에 맞춰 상기 조절밸브(51)를 제어하여 유입되는 냉매를 조절한다.

이때, 상기 제어부(50)는 다음과 같은 설정을 통해 조절밸브(51)를 제어한다.

상기 공급헤더(10)는 상기 냉각기(200)에서 유입되는 냉매는 긴 거리를 이동하면서 초기부분(11)이 말기부분(13)보다 상대적으로 낮은 밀도 및 낮은 온도에 의해 온도차가 발생한다.

따라서 상기 제어부(50)는 입력된 설정값과 다수개의 상기 온도측정센서(52)를 통해 측정된 온도의 평균값을 대비하여 공급되는 냉매의 온도를 측정한다.

이를 통해 상기 제어부(50)는 상기 공급헤더(10)에 설정값에 맞는 온도의 냉매를 공급하여 온도제어가 가능하다.

그리고 상기 순환배관(30)으로 공급되는 냉매의 온도를 각각 측정한다.

이때, 상기 공급헤더(10)는 초기부분(11)에서 말기부분(13)으로 가면서 열교환에 의해 온도 및 밀도차가 발생하여 냉매가 공급된 초기에서 말기부분(13)으로 갈수록 서서히 효율이 저하된다.

따라서, 상기 온도측정센서(52)는 상기 공급배관의 초기부분(11)에서 말기부분(13) 이동하여 상기 순환배관(30)으로 공급되는 냉매의 온도를 측정한다.

여기서 상기 온도측정센서(52)는, 상기 초기부분(11)과 말기부분(13) 교차되는 상기 순환배관(30)을 한쌍으로 구분한 후, 초기부분(11)과 말기부분(13)의 온도를 측정하여 평균온도를 산출한다.

이 후, 다수개의 상기 순환배관(30)의 온도를 대비하여, 설정온도보다 높은 상기 순환배관(30)은 상기 조절밸브(51)를 조절하여 유입되는 냉매의 양을 감소시키고, 설정온도보다 낮은 상기 순환배관(30)은 상기 조절밸브(51)를 조절하여 유입되는 냉매의 양을 증가시킨다.

이를 통해 초기부분(11)과, 말기부분(13)은 비슷한 최대한 비슷한 온도의 냉매를 공급하여 균일한 온도를 제어한다.

여기서 초기부분(11)과 말기부분(13)은 상기 조절밸브(51)의 조절을 통해 냉매의 량을 조절하고, 열교환을 통해 차이가 발생함에 따라 오차범위를 설정한다.

따라서 오차범위는 상기 순환배관(30)으로 공급되는 냉매의 설정온도에서 ±에 따른 %를 제공하여 원활한 온도제어가 가능하게 이루어진다.

이러한 오차범위는 동시 또는 개별적으로 설정할 수 있다.

즉, 동시에 오차범위를 제어할 경우, 다수개의 상기 온도측정센서(52)의 초기부분(11)과 말기부분(13)의 온도차의 %를 산정하여 이를 오차범위에 대입하여 설정한다.

이를 통해, 냉매가 열교환에 의해 발생된 온도 범위 내에서 제어할 수 있다.

그리고 개별적으로 오차범위를 제어할 경우, 설정된 온도값과, 상기 순환배관(30)의 초기부분(11)과 말기부분(13)이 교차되는 두개의 냉매온도를 측정한 후 평균값을 설정값과 대비하여 온도차의 %를 산정한 후 이를 오차범위에 대입하여 설정한다.

이와 같이 설정된 설정값을 기준으로 상기 냉각기(200)에서 냉매를 공급하며, 공급되는 냉매는 상기 순환배관(30)을 통해 순환시킬 때, 각 상기 순환배관(30)으로 유입된 냉매의 온도를 측정한다.

이렇게 측정된 온도는 설정값과 평균값을 통해 상기 조절밸브(51)를 제어하여 냉매의 유입량을 통해 온도를 제어가 이루어진다.

이때, 상기 순환배관(30)으로 공급되는 냉매는 제어부(50)에 의해 제어하여도, 열교환에 의해 초기부분(11)과 말기부분(13)의 온도차가 발생함에 따라, 상기 순환배관(30)으로 공급되는 냉매의 온도제어 시 온도차이가 발생하게 되어 오차범위를 설정하여 안정적으로 제어가 이루어진다.

이러한 오차범위는 설정값, 평균값을 통해 상기 조절밸브(51)를 동시 또는 개별적으로 조절하여 냉매를 공급한다.

이를 통해 "U"형상으로 배치된 상기 공급헤더(10)의 열교환 시 발생된 온도차를 최대한 제어하여, 빙면구역에 일정한 냉기를 공급하여 균일한 빙면을 제조할 수 있다.

다음으로는 본 발명에 따른 작동상태에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 빙상경기장(100)의 중앙부분에 형성된 상기 삽입부에 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)를 설치한다.

여기서 상기 공급헤더(10)는 "U"형상으로 배치한 후 상기 공급헤더(10)의 중간에 상기 배출헤더(20)가 위치한다.

또한, 상기 공급헤더(10) 및 상기 배출헤더(20)는 끝단이 상기 빙상경기장(100)의 외부에 설치된 냉각기(200)와 연결되어 냉매가 순환된다.

그리고 상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10) 및 상기 배출헤더(20)의 수직인 양측방향으로 배치되어 일측이 상기 공급헤더(10)와 연결되고 타측은 상기 배출헤더(20)와 연결된다.

이때, 상기 순환배관(30)은 "U"형상의 상기 공급헤더(10)의 초기부분(11)과 말기부분(13)에서 교차되어 냉매가 이동할 수 있도록 결합된다.

또한, 상기 순환배관(30)은 상기 빙상경기장의 빙면구역에 맞춰 설치가 이루어진다.

그리고 상기 순환배관(30)은 상기 유입관(40) 및 상기 제어밸브를 통해 편리하게 설치한다.

이를 통해 상기 냉각기(200)에서 상기 공급헤더(10)에서 유입된 냉매는 상기 순환배관(30)을 통해 빙면구역에 냉기를 전달한 후 상기 배출헤더(20)를 통해 냉각기(200)로 배출되는 순화과정으로 이루어진다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공급헤더(10)의 냉매는 상기 순환배관(30)을 통해 빙면구역을 순환시켜 냉매의 냉기를 통해 분사된 물을 빙결시킨다.

따라서 상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10)의 상기 초기부분(11)과, 상기 말기부분(13)이 지그재그 방식에 맞춰 (1), (2), (3), (4) … 순서대로 교차되게 공급한다.

이를 통해 열교환에 의해 냉기 및 밀도가 서로 다른 냉매가 교차되어 일정한 온도를 유지한다.

따라서 넓은 빙면구역에 일정한 온도의 냉기를 전달시켜 균일한 빙면을 형성되어 빙면의 품질을 향상시킨다.

그리고 상기 순환배관(30)에는 다수개의 상기 온도측정센서(52)를 통해 순화되는 냉매의 온도를 측정하여 상기 제어부(50)로 전달된다.

따라서 상기 제어부(50)는 빙면구역의 온도 설정값에 맞춰 측정된 온도값과 대비하여 상기 조절밸브(51)를 제어한다.

즉, 상기 빙상경기장의 빙면은 용도에 따라 -2 ~ -5℃의 온도를 유지할 수 있도록 -6 ~ -15℃의 냉매온도를 공급한다.

이를 통해 상기 제어부(50)는 상기 온도측정센서(52) 측정된 냉매의 온도를 통해 상기 냉각기(200)에서 유입되는 냉매의 온도를 제어하고, 상기 순환배관(30)으로 유입되는 냉매량을 조절하여 냉매의 밀도 및 온도를 통해 균일한 넓은 면적에 균일한 온도가 전달할 수 있도록 제어가 가능하다.

따라서, 상기 빙상경기장(100)의 사용용도, 스포츠의 종류 등에 맞춰 냉매의 온도를 제어하여 최적의 상태의 빙면구역을 유지할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10: 공급헤더 11: 초기부분 12: 절곡부분
13: 말기부분
20: 배출헤더
30: 순환배관 31: 제1체결부재 32: 제1공급라인
33: 제1회전라인 34: 제2공급라인
35: 제2회전라인 36: 제3공급라인
37: 제2체결부재 38: 고정부재
39: 패킹부재
40: 유입관
50: 제어부 51: 조절밸브 52: 온도측정센서
100: 빙상경기장 110: 삽입부
200: 냉각기

Claims (6)

1. 냉각기(200)와 연결되어 냉각된 브라인을 공급하며, 빙상경기장(100)의 중앙에 배치된 공급헤더(10);
   상기 공급헤더(10)에서 공급된 냉매를 상기 냉각기(200)로 배출하는 배출헤더(20);
   상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)에 결합되어 상기 빙상경기장의 빙면구역으로 냉매를 순환시키는 다수개의 순환배관(30)으로 이루어지되,
   상기 순환배관(30)은 상기 공급헤더(10)에서 공급되는 냉매의 초기 온도부분과 말기 온도부분이 상호 교차되어 상기 빙상경기장(100)으로 순환되되,
   상기 공급헤더(10)는 "U"자 형상을 가지고 일단이 상기 냉각기(200)와 연결되어 타단을 향해 냉매가 공급되며, 상기 빙상경기장의 중앙부분에 배치되고,
   상기 배출헤더(20)는 상기 공급헤더(10)의 길이방향을 따라 사이에 배치되어 일단이 상기 냉각기(200)에 연결되며,
   상기 공급헤더(10)는 "U"자 형상 중 길이방향으로 형성되어 상기 냉각기(200)와 연결시켜 초기 냉매가 유입되는 초기부분(11)과, 반호형상의 절곡부분(12)과, 상기 반호형상에 연결되어 상기 초기부분(11)을 통과하여 냉기가 절감된 냉매가 유입되는 말기부분(13)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 빙상경기장(100)의 중앙부분에는 길이방향을 따라 상기 공급헤더(10)와 상기 배출헤더(20)가 배치되는 삽입부(110)가 형성되는 것을 특징으로 하는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   다수개의 상기 순환배관(30)은,
   일측단은 상기 공급헤더(10)의 상기 초기부분(11) 및 상기 말기부분(13)에 교차되도록 연결되어 냉매가 유입되며, 상기 빙상경기장을 순환한 뒤 상기 배출헤더(20)로 냉매를 배출하는 것을 특징으로 하는 빙상경기장의 냉매순환 배관장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 공급헤더(10) 및 상기 배출헤더(20)에는 수평방향으로 동일한 위치에서 길이방향을 따라 일정한 간격으로 이격되어 냉매의 공급 및 배출하는 유입관(40)이 형성되며,
   상기 유입관(40)의 끝단에 형성되어 상기 순환배관(30)의 끝단이 체결되며, 상기 공급헤더(10) 및 상기 배출헤더(20)로 공급 및 배출되는 냉매의 유입량을 제어하는 조절밸브(51)와,
   상기 순환배관(30)에 형성되어 유입되는 냉매의 온도를 측정하는 온도측정센서(52)와,
   상기 온도측정센서(52)에 의해 측정된 냉매의 온도에 맞춰 상기 조절밸브(51)를 조절하여 냉매의 유입 및 배출량을 조절하는 제어부(50)로 이루어지는 것을 특징으로 하는빙상경기장의 냉매순환 배관장치.

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