KR102274741B1 - 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치 - Google Patents

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Abstract

유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 하우징, 배터리 적재부, 천장 케이스, 천장 PCM부, 냉난방기, 열교환기, 분배 덕트, 냉난방 배관, 열교환 배관, 냉난방 개폐부, 열교환 개폐부를 포함한다.

Description

유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치{Energy Storage System with Optimal Fluid Flow}
본 발명은 에너지 저장 장치에 관한 것으로, 상세하게는 하우징의 내부 온도를 설정 범위로 유지할 때 유체의 유동 흐름을 최적화하여 전력 소모를 최소화할 수 있는 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
에너지 저장 장치(ESS:Energy Storage System)는 태양광 등을 통해 생산되는 전기를 저장하는 장치로서, 하우징, 배터리 적재부, 제어부 등을 구비하고 있다.
에너지 저장 장치에서, 배터리는 15~30℃에서, 바람직하게는 18~28℃에서 충방전 효율이 가장 높게 나타난다. 이러한 이유로, 에너지 저장 장치는 히터, 냉각부 등을 구비하여, 하우징의 내부 온도, 정확히는 배터리 적재부의 온도를 18~28℃로 유지하고 있다.
종래기술에는 하우징의 상부에서 팬으로 냉기를 분사하거나 배터리 적재부에 가까운 하우징 벽체에 냉매관을 삽입하는 등의 방식으로 배터리 적재부의 온도를 제어하고 있다. 관련 선행기술로는 특허등록 제1839128호(태양광 발전에서 안정적인 축전기 관리시스템 및 방법) 등이 있다.
그런데, 종래기술에서는 온도 조절을 위해서 기존 하우징을 새로 제작하여야 하고, 또한 팬 구동, 냉매 형성 등을 위해 별도의 에너지(전력)를 소모하는 등의 이유로 하우징의 내부 온도를 설정온도 범위로 유지하는데 상당한 전력 소모가 발생하고 있다.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,
첫째, PCM부와 배터리에 온도 조절 공기를 균일하게 흐르게 하여 열교환이 양호하고,
둘째, PCM부를 배터리 적재부와 분리하여 PCM과 배터리 사이의 상호 영향을 차단하고,
셋째, 하우징의 내부 온도를 설정 범위로 유지하는데 필요한 전력 소모를 최소화할 수 있고,
넷째, 봄/가을, 여름, 겨울의 외부 환경에 최적화된 온도조절 알고리즘을 제공함으로써 전력 소모를 추가적으로 줄일 수 있는, 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 하우징, 배터리 적재부, 천장 케이스, 천장 PCM부, 냉난방기, 열교환기, 분배 덕트, 냉난방기, 열교환기, 냉난방 배관, 열교환 배관, 냉난방 개폐부, 열교환 개폐부 등을 포함할 수 있다.
하우징은 내부에 공간을 가질 수 있다.
배터리 적재부는 하우징의 내부에서 배터리를 적재할 수 있다.
천장 케이스는 하우징의 천장에 결합하여 천장 공간을 형성하면서, 일측 방향으로는 양측이 개방되어 유입구와 방출구를 구비하고, 일측 방향에 수직되는 타측 방향으로는 양측이 폐쇄될 수 있다.
천장 PCM(Phase Change Material)부는 천장 공간에 내장 설치되고, 온도 변화에 따라 상변환을 하면서 열을 흡수하거나 방출할 수 있다.
냉난방기는 하우징의 내부 공기를 가열 또는 냉각시켜 천장 케이스로 공급할 수 있다.
열교환기는 외부 공기와 열교환된 하우징의 내부 공기를 천장 케이스로 공급할 수 있다.
분배 덕트는 방출구가 천장 케이스의 유입구와 연통하면서 결합할 수 있다.
냉난방 배관은 유입구가 냉난방기의 방출구에 결합하고 방출구는 분배 덕트의 유입구에 결합할 수 있다.
열교환 배관은 유입구가 열교환기의 방출구에 결합하고 방출구는 분배 덕트의 유입구에 결합할 수 있다.
냉난방 개폐부는 냉난방 배관에 결합하여 냉난방 배관을 선택적으로 개폐할 수 있다.
열교환 개폐부는 열교환 배관에 결합하여 열교환 배관을 선택적으로 개폐할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서, 냉난방 개폐부와 열교환 개폐부는 배관 내부에 결합하여 수동 또는 자동으로 회전하는 댐퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서, 천장 PCM부는 이격 배열되는 다수의 PCM 팩을 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명은 분배 덕트의 내부에 설치되어 천장 케이스의 유입구에 유체를 균일하게 분배하는 유체 분배부를 포함할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서, 유체 분배부는 분배 덕트의 유입구에서 천장 케이스의 유입구 방향으로 가면서 이격 간격이 넓어지면서 이격 배치되는 다수의 분배판을 포함할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 벽면 케이스, 벽면 PCM부를 더 포함할 수 있다.
벽면 케이스는 하우징의 일측 내벽에 천장 케이스의 방출구와 연통하는 벽면 공간을 형성하면서, 상하 방향으로는 양측이 개방되고 수평 방향으로는 양측이 폐쇄될 수 있다.
벽면 PCM부는 벽면 케이스의 벽면 공간에 내장 설치되고, 온도 변화에 따라 상변환을 하면서 열을 흡수하거나 방출할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 공통 배관, 공통 개폐부를 포함할 수 있다.
공통 배관은 유입구가 냉난방 배관 및 열교환 배관의 방출구에 결합하고 방출구는 분배 덕트의 유입구에 결합할 수 있다.
공통 개폐부는 공통 배관에 결합하여 공통 배관을 통과하는 유체량을 조절할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서, 공통 개폐부는 배관 내부에 결합하여 수동 또는 자동으로 회전하는 공통 댐퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 하우징의 내부 온도를 측정하는 내부 온도센서, 하우징의 외부 온도를 측정하는 외부 온도센서, 하우징의 내부 온도를 내부온도 설정범위로 유지시키는 제어부를 포함할 수 있다.
제어부는, 여름철에, 밤에는 냉난방기를 가동하여 냉각된 내부 공기를 천장 케이스로 공급하여 천장 PCM부에 냉기를 저장하고, 낮에는 천장 PCM부에 저장된 냉기를 하우징 내부로 보내 내부 공기의 급격한 상승을 저지할 수 있다.
제어부는, 겨울철에, 낮에는 냉난방기를 가동하여 가열된 내부 공기를 천장 케이스로 공급하여 천장 PCM부에 온기를 저장하고, 밤에는 천장 PCM부에 저장된 온기를 하우징 내부로 보내 내부 공기의 급격한 하락을 저지할 수 있다.
제어부는, 봄/가을철에, 낮에는 열교환기를 가동하여 내부 공기를 가열한 후 천장 케이스로 공급하여 천장 PCM부에 온기를 저장하고, 밤에는 천장 PCM부에 저장된 온기를 하우징 내부로 보내 내부 공기의 급격한 하락을 저지할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 분배 덕트와 유체 분배부를 통해 PCM부에 온도 조절 공기를 균일하게 흐르게 할 수 있고, 이를 통해 온도 조절 공기와 PCM 사이에 열교환이 양호하게 진행될 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 천장 케이스, 벽면 케이스, PCM의 균일한 이격 배치를 통해 배터리 적재부에 온도 조절 공기를 균일하게 흐르게 할 수 있고, 이를 통해 배터리 적재부의 배터리 전체를 고르게 온도 조절할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 천장 케이스와 벽면 케이스를 통해 PCM와 배터리를 분리할 수 있고, 이를 통해 PCM과 배터리 사이의 상호 영향(PCM 누출, 인접 영역의 직접적 온도 영향으로 인한 배터리 적재부의 온도 불균일, 하우징 내부 화재 시에 PCM 손상 등)을 차단할 수 있다.
본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 계절, 즉 외부 온도에 따라 냉난방기의 전력 소모가 최소화되는 시점에 PCM에 에너지(냉기 또는 열기)를 저장하고, 이것을 하우징의 내부 온도를 조절하는데 사용함으로써, 냉난방기의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 PCM부의 활용을 외부 환경, 즉 봄/가을, 여름, 겨울에 따라 최적화함으로써, 냉난방기 가동에 따른 전력 소모를 추가로 줄일 수 있다.
도 1a~1c는 본 발명에 따른 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서 유체 흐름을 최적화하는 구성을 도시하고 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1a~1c는 본 발명에 따른 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치의 구성도이다.
도 1a~1c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 하우징(110), 배터리 적재부(120), 천장 케이스(130), 천장 PCM부(132), 벽면 케이스(140), 벽면 PCM부(142), 냉난방기(150), 열교환기(160), 분배 덕트(170), 냉난방 배관(152), 냉난방 개폐부(154), 열교환 배관(162), 열교환 개폐부(164), 공통 배관(182), 공통 개폐부(184), 제어부(190) 등을 포함할 수 있다.
하우징(110)은 내부에 밀폐 공간을 형성하는 것으로, 보통 사각 형태로 구성할 수 있다. 하우징(110)의 전방에는 하우징(110) 내부를 선택적으로 개폐하는 도어(미도시)를 구비할 수 있다.
배터리 적재부(120)는 하우징(110) 내부에 설치되어 다수의 배터리를 수평 및 수직으로 이격시켜 적재하는 것으로, 다수의 수평바와 수직바를 구비할 수 있다. 배터리 적재부(120)는 배터리 사이의 간격을 일정하게 유지하여 배터리 간의 온도 분포가 균일해지도록 구성하는 것이 바람직하다. 배터리는 예를 들어 리튬이온 배터리일 수 있다.
천장 케이스(130)는 하우징(110)의 천장에 결합하여 천장과 사이에 천장 공간을 형성하는 것으로, 예를 들어 사각 형상의 상자로 구성할 수 있다.
천장 케이스(130)는 일측 방향(도 1a~1c에서 전후, 즉 폭 방향)으로는 양측이 개방되어 유입구(도 1a~1c에서 전방)와 방출구(도 1a~1c에서 후방)를 구비하고, 일측 방향에 수직되는 타측 방향(도 1a~1c에서 좌후, 즉 길이 방향)으로는 양측이 폐쇄되어, 온도 조절 공기를 전방에서 후방으로 가이드할 수 있다.
천장 PCM부(132)는 천장 케이스(130)의 천장 공간에 내장 설치될 수 있다. 천장 PCM부(132)는 천장 케이스(130) 내부의 온도 변화에 따라 상변환(예를 들어, 고체↔액체)를 일으키면서 열을 흡수하거나 방출할 수 있다. PCM은 특정한 온도(타켓 온도)에서 에너지(열기 또는 냉기)를 저장 또는 방출하는 잠재 잠열이 높은 물질로서, 주변 온도가 타겟 온도보다 높을 경우에는 상변환 온도(타겟 온도)를 유지하면서 고체에서 액체로 상변환을 일으키면서 열을 흡수(저장)하고, 반대로 주변 온도가 타겟 온도보다 낮을 경우에는 온도(타겟 온도)를 유지하면서 액체에서 고체로 상변환을 일으키면서 열을 방출할 수 있다. 천장 PCM부(132)는 PCM을 다수의 팩(pack)으로 구성하여 일정(균일)한 간격으로 이격 배치할 수 있다.
벽면 케이스(140)는 하우징(110)의 일측 내벽(도 1a~1c에서 후방 벽체)에 천장 케이스(130)의 방출구(도 1a~1c에서 후방)와 연통하는 벽면 공간을 형성하는 것으로, 예를 들어 사각 형상의 상자로 구성할 수 있다.
벽면 케이스(140)는 상하 방향으로는 양측이 개방되고 수평 방향으로는 양측이 폐쇄되어, 온도 조절 공기를 상방에서 하방으로 가이드할 수 있다.
벽면 PCM부(142)는는 벽면 케이스(140)의 벽면 공간에 내장 설치될 수 있다. 벽면 PCM부(142)는 PCM을 다수의 팩(pack)으로 구성하여 일정(균일)한 간격으로 이격 배치할 수 있다.
냉난방기(150)는 하우징(110)의 내부 공기를 가열 또는 냉각시켜 천장 케이스(130)로 공급하는 것으로, 냉각기와 히터를 포함할 수 있다.
냉난방 배관(152)은 유입구가 냉난방기(150)의 방출구에 결합하고 방출구는 분배 덕트(170)의 유입구에 결합하여, 분배 덕트(170)로 가열 또는 냉각된 내부 공기(온도 조절 공기)를 전달할 수 있다.
냉난방 개폐부(154)는 냉난방 배관(152)에 결합하여 냉난방 배관(152)을 선택적으로 개폐하면서, 가열 또는 냉각된 내부 공기(온도 조절 공기)의 전달을 제어(단속)할 수 있다.
열교환기(160)는 하우징(110)의 내부 공기를 외부 공기와 열교환하여 천장 케이스(130)로 공급하는 것으로, 내측 열교환부와 외측 열교환부를 구비할 수 있다.
내측 열교환부는 하우징(110)의 내측 방향으로 연통하는 내측 유입구와 내측 방출구를 구비할 수 있다. 하우징(110)의 내부 공기는 내측 유입구로 유입되어 외측 열교환부의 외측 공기와 열교환, 즉 가열 또는 냉각된 후 내측 방출구를 통해 천장 케이스(130)로 방출될 수 있다.
외측 열교환부는 하우징(110)의 외측 방향으로 연통하는 외측 유입구와 외측 방출구를 구비할 수 있다. 하우징(110)의 외부 공기는 외측 유입구로 유입되어 내측 열교환부의 내측 공기와 열교환, 즉 냉각 또는 가열된 후 외측 방출구를 통해 하우징(110) 외부로 방출될 수 있다.
열교환기(160)는, 온도 변화가 심한 봄, 가을, 즉 하우징(110)의 내부 공기와 외부 공기의 온도 차이가 커질 때, 하우징(110)의 외부 공기와 내부 공기의 열을 교환하여 PCM에 에너지(열기 또는 냉기)로 저장하여 활용함으로써, 하우징(110)의 내부 공기를 설정 범위로 유지할 때 소모 전력을 줄일 수 있다.
열교환 배관(162)은 유입구가 열교환기(160)의 방출구에 결합하고 방출구는 분배 덕트(170)의 유입구에 결합하여, 분배 덕트(170)로 열교환된 내부 공기(온도 조절 공기)를 전달할 수 있다.
열교환 개폐부(164)는 열교환 배관(162)에 결합하여 열교환 배관(162)을 선택적으로 개폐하면서, 열교환된 내부 공기(온도 조절 공기)의 전달을 제어(단속)할 수 있다.
분배 덕트(170)는 냉난방기(150) 또는 열교환기(160)로부터 공급되는 온도 조절 공기를 천장 케이스(130)로 전달하는 것으로, 방출구가 천장 케이스(130)의 유입구와 연통하면서 천장 케이스(130)에 결합할 수 있다.
분배 덕트(170)는 유입구가 좁고 방출구가 넓은 나팔 형상으로 구성하여, 방출구를 통해 방출되는 온도 조절 공기를 천장 케이스(130)의 유입구에 고르게 분포시킬 수 있다.
공통 배관(182)은, 선택적으로 추가 결합하는 것으로, 유입구는 냉난방 배관(152) 및 열교환 배관(162)의 방출구에 결합하고, 방출구는 분배 덕트(170)의 유입구에 결합할 수 있다.
공통 개폐부(184)는 공통 배관(182)에 결합하여 공통 배관(182)을 통과하는 온도 조절 공기의 이동량을 제어(조절)할 수 있고, 이를 통해 분배 덕트(170)에서 온도 조절 공기의 고른 분배를 원활하게 할 수 있다.
제어부(190)는 위에서 설명한 냉난방기(150), 열교환기(160)을 선택적으로 활용하여 하우징(110)의 내부 온도를 설정 범위로 유지할 수 있다. 하우징(110)의 내부 온도가 고온이면 충방전 효율이 너무 높게 나타나 과충전이나 과방전이 발생할 수 있고, 저온이면 전자의 이동이 비활성화되어 충방전 효율이 낮게 나타날 수 있다. 특히, 일교차가 큰 지역에서는 배터리 효율이 큰 변화를 일으키므로, 하우징(110)의 내부를 최적의 설정 범위로 유지하는 것이 바람직하다. 제어부(190)는 하우징(110)의 내부 온도를 예를들어 18~28℃, 바람직하게는 20~25℃로 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치는 내부 온도센서(미도시), 외부 온도센서(미도시), 디스플레이부(미도시) 등을 구비할 수 있다.
내부 온도센서는 하우징(110)의 내부 온도를 측정하는 것으로, 하우징(110)의 내벽, 바람직하게는 배터리 적재부(120) 영역에 다수를 설치할 수 있다. 내부 온도센서는 측정한 내부 온도를 실시간으로 제어부(190)로 전송할 수 있다.
외부 온도센서는 하우징(110)의 외부 온도를 측정하는 것으로, 하우징(110)의 외벽, 바람직하게는 열교환기(160) 근처에 설치할 수 있다. 외부 온도센서는 측정한 외부 온도를 실시간으로 제어부(190)로 전송할 수 있다.
디스플레이부는 측정 내부 온도, 측정 외부 온도, 가동 상태 등을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서 유체 흐름을 최적화하는 구성을 도시하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서, 냉난방 개폐부(154)와 열교환 개폐부(164)는 댐퍼(D), 댐퍼 제어부(C) 등을 포함할 수 있다.
댐퍼(D)는 배관 내부에 결합하여 수동 또는 자동으로 회전하면서 온도 조절 공기의 이동을 단속하는 것으로, 예를 들어 원형 플레이트로 구성할 수 있다.
댐퍼 제어부(C)는 수동 또는 제어부(190)로부터 수신하는 댐퍼 제어 명령에 따라 댐퍼(D)의 회전을 제어할 수 있다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 분배 덕트(170)의 내부에는 유체 분배부(174)를 구비할 수 있다. 유체 분배부(174)는 천장 케이스(130)의 유입구에서 유체(온도 조절 공기)가 균일하게 분배하는 것으로, 분배 덕트(170)의 유입구에서 천장 케이스(130)의 유입구 방향으로 가면서 이격 간격이 넓어지면서 이격 배치되는 다수의 분배판으로 구성할 수 있다. 다수의 분배판은 분배 덕트(170)의 유입구를 중심으로 양측에 대칭되게 배치될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치에서, 제어부(190)는 외부 환경, 즉 외부 공기의 온도 변화에 따라, 즉 계절별로 제어 방법을 달리하면서, 하우징(110)의 내부 온도를 설정 범위로 유지시킬 때 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
제어부(190)는 내부온도 설정범위를 예를 들어 20~26℃로 설정하여 저장하고, 내부 온도센서(미도시)와 외부 온도센서(미도시)로부터 측정된 내부 온도와 외부 온도를 수신할 수 있다.
먼저, 여름철에는, 밤에 냉난방기(150)를 가동하여 냉각된 내부 공기를 천장 케이스(130)와 벽면 케이스(140)로 공급하여 내부 공기의 온도를 낮추면서 천장 PCM부(132)와 벽면 PCM부(142)에는 냉기를 저장할 수 있다. 이 때, 밤에는 내부와 외부의 온도 차이가 작기 때문에, 냉난방기(150)의 가동(냉각)을 약하게 할 수 있다.
이후, 낮이 되어 내부 공기가 상승하면, 천장 PCM부(132)와 벽면 PCM부(142)에 저장된 냉기가 하우징(110) 내부로 이동하여 하우징(110)의 내부 공기의 온도가 급격하게 상승하는 것을 저지 내지 늦출 수 있다.
이러한 구동을 통해, 본 발명은 여름철에 냉난방기(150)의 전력 소모를 낮출 수 있다.
둘째, 겨울철에는, 낮에 냉난방기(150)를 가동하여 가열된 내부 공기를 천장 케이스(130)와 벽면 케이스(140)로 공급하여 내부 공기의 온도를 높이면서 천장 PCM부(132)와 벽면 PCM부(142)에는 온기를 저장할 수 있다. 이 때, 낮에는 내부와 외부의 온도 차이가 작기 때문에, 냉난방기(150)의 가동(가열)을 약하게 할 수 있다.
이후, 밤이 되어 내부 공기가 하강하면, 천장 PCM부(132)와 벽면 PCM부(142)에 저장된 온기가 하우징(110) 내부로 이동하여 하우징(110)의 내부 공기의 온도가 급격하게 떨어지는 것을 저지 내지 늦출 수 있다.
이러한 구동을 통해, 본 발명은 겨울철에 냉난방기(150)의 전력 소모를 낮출 수 있다.
셋째, 봄/가을철에는, 열교환기(160)를 통해 큰 일교차를 이용하면 냉난방기(150)의 전력 소모를 낮출 수 있다.
즉, 외부 온도가 높은 낮에는 열교환기(160)를 통해 내부 공기를 가열한 후 천장 케이스(130)와 벽면 케이스(140)로 공급하여 내부 공기의 온도를 높이면서 천장 PCM부(132)와 벽면 PCM부(142)에는 온기를 저장할 수 있다.
이후, 밤이 되어 내부 공기가 하강하면, 천장 PCM부(132)와 벽면 PCM부(142)에 저장된 온기가 하우징(110) 내부로 이동하여 하우징(110)의 내부 공기의 온도가 급격하게 떨어지는 것을 저지 내지 늦출 수 있다.
이상, 본 발명을 여러 실시예로서 설명하였는데, 이들 실시예는 다른 형태로 변형하여 실시될 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 위의 실시예로 한정되지 않고 아래의 특허청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
110 : 하우징 120 : 배터리 적재부
130 : 천장 케이스 132 : 천장 PCM부
140 : 벽면 케이스 142 : 벽면 PCM부
150 : 냉난방기 152 : 냉난방 배관
154 : 냉난방 개폐부 160 : 열교환기
162 : 열교환 배관 164 : 열교환 개폐부
170 : 분배 덕트 182 : 공통 배관
184 : 공통 개폐부 190 : 제어부
C : 댐퍼 제어부 D : 댐퍼

Claims (10)

  1. 내부에 공간을 갖는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배터리를 적재하는 배터리 적재부;
    상기 하우징의 천장에 결합하여 천장 공간을 형성하면서, 일측 방향으로는 양측이 개방되어 유입구와 방출구를 구비하고, 상기 일측 방향에 수직되는 타측 방향으로는 양측이 폐쇄되는 천장 케이스;
    상기 천장 공간에 내장 설치되고, 온도 변화에 따라 상변환을 하면서 열을 흡수하거나 방출하며, 이격 배열되는 다수의 PCM(Phase Change Material) 팩을 구비하는 천장 PCM부;
    상기 하우징의 일측 내벽에 상기 천장 케이스의 방출구와 연통하는 벽면 공간을 형성하면서, 상하 방향으로는 양측이 개방되고 수평 방향으로는 양측이 폐쇄되는 벽면 케이스;
    상기 벽면 케이스의 벽면 공간에 내장 설치되고, 온도 변화에 따라 상변환을 하면서 열을 흡수하거나 방출하며, 이격 배열되는 다수의 PCM 팩을 구비하는 벽면 PCM부;
    상기 하우징의 내부 공기를 가열 또는 냉각시키는 냉난방기;
    상기 하우징의 내부 공기를 외부 공기와 열교환하는 열교환기;
    방출구가 상기 천장 케이스의 유입구와 연통하면서 결합하는 분배 덕트;
    상기 분배 덕트의 내부에 설치되고, 상기 분배 덕트의 유입구에서 상기 천장 케이스의 유입구 방향으로 가면서 이격 간격이 넓어지면서 이격 배치되는 다수의 분배판을 구비하여 상기 천장 케이스의 유입구에 유체를 균일하게 분배하는 유체 분배부;
    유입구가 상기 냉난방기의 방출구에 결합하는 냉난방 배관;
    상기 냉난방 배관에 결합하여 상기 냉난방 배관을 선택적으로 개폐하는 냉난방 개폐부;
    유입구가 상기 열교환기의 방출구에 결합하는 열교환 배관;
    상기 열교환 배관에 결합하여 상기 열교환 배관을 선택적으로 개폐하는 열교환 개폐부;
    유입구는 상기 냉난방 배관 및 열교환 배관의 방출구에 결합하고 방출구는 상기 분배 덕트의 유입구에 결합하는 공통 배관;
    상기 공통 배관에 결합하여 상기 공통 배관을 통과하는 유체량을 조절하는 공통 개폐부;
    상기 하우징의 내부 온도를 측정하는 내부 온도센서;
    상기 하우징의 외부 온도를 측정하는 외부 온도센서; 및
    상기 하우징의 내부 온도를 내부온도 설정범위로 유지시키는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    여름철에, 밤에는 상기 냉난방기를 가동하여 상기 냉난방 개폐부와 공통 개폐부의 개방과 상기 열교환 개폐부의 폐쇄를 통해 냉각된 내부 공기를 상기 천장 케이스로 공급하여 상기 천장 PCM부 및 벽면 PCM부에 냉기를 저장하고, 낮에는 상기 천장 PCM부 및 벽면 PCM부에 저장된 냉기를 상기 벽면 케이스의 하부를 통해 상기 하우징의 내부로 보내 내부 공기의 급격한 상승을 저지하며,
    겨울철에, 낮에는 상기 냉난방기를 가동하여 상기 냉난방 개폐부와 공통 개폐부의 개방과 상기 열교환 개폐부의 폐쇄를 통해 가열된 내부 공기를 상기 천장 케이스로 공급하여 상기 천장 PCM부 및 벽면 PCM부에 온기를 저장하고, 밤에는 상기 천장 PCM부 및 벽면 PCM부에 저장된 온기를 상기 벽면 케이스의 하부를 통해 상기 하우징의 내부로 보내 내부 공기의 급격한 하락을 저지하며, 그리고
    봄/가을철에, 낮에는 상기 열교환기를 가동하여 상기 열교환 개폐부와 공통 개폐부의 개방과 상기 냉난방 개폐부의 폐쇄를 통해 가열된 내부 공기를 상기 천장 케이스로 공급하여 상기 천장 PCM부 및 벽면 PCM부에 온기를 저장하고, 밤에는 상기 천장 PCM부 및 벽면 PCM부에 저장된 온기를 상기 벽면 케이스의 하부를 통해 상기 하우징의 내부로 보내 내부 공기의 급격한 하락을 저지하는, 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉난방 개폐부, 열교환 개폐부, 공통 개폐부는
    배관 내부에 결합하여 수동 또는 자동으로 회전하는 냉난방 댐퍼, 열교환 댐퍼, 공통 댐퍼를 각각 포함하는, 유동 흐름 최적화 에너지 저장 장치.
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