KR102581418B1 - ice thermal storage tank for cooling and heating system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 내부에 일정한 용량의 물이 충전되는 몸체; 및 상기 몸체 내부 및 외부로 이어지되, 유체의 순환이 이루어지는 관로;를 포함하고, 상기 관로를 통해 냉각이 이루어진 상기 유체가 순환함에 따라 상기 관로 외면에 결빙이 이루어져 상기 몸체 내에 충전된 상기 물의 냉각이 이루어지는 것으로서, 상기 몸체 내부 상기 관로 상의 적어도 일 지점에 배치되어 상기 관로 외면의 결빙 두께를 감지하는 결빙감지유닛; 및 상기 결빙감지유닛이 감지하는 결빙 두께에 따라 상기 관로를 개폐하여 상기 유체의 순환을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조에 관한 것이다.The present invention includes a body filled with a certain amount of water therein; and a pipe connected to the inside and outside of the body, through which fluid is circulated, and as the cooled fluid circulates through the pipe, freezing occurs on the outer surface of the pipe, thereby cooling the water filled in the body. It consists of: an ice detection unit disposed at at least one point on the pipe inside the body and detecting the thickness of ice on the outer surface of the pipe; and a control unit that controls circulation of the fluid by opening and closing the pipe according to the ice thickness detected by the ice detection unit.
Description
본 발명은 냉난방 시스템용 빙축열조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관로를 따라 순환하는 냉각 유체에 의한 관로 외면의 결빙 두께 제어가 정확하게 이루어질 수 있도록 함으로써 결빙 두께의 과도함으로 인한 관로 및 몸체의 손상을 방지할 수 있도록 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조에 관한 것이다.The present invention relates to an ice storage tank for a cooling and heating system, and more specifically, to prevent damage to the pipe and body due to excessive ice thickness by accurately controlling the ice thickness on the outer surface of the pipe by the cooling fluid circulating along the pipe. This relates to an ice storage tank for a cooling and heating system that allows easy control of ice thickness.
인체 활동에 적합한 기온은 대략 20℃ 내외라 할 수 있다.The temperature suitable for human activity can be said to be approximately 20℃.
그러나 동절기 또는 하절기의 외부 기온은 20℃를 크게 벗어나므로 실내 기온 또한 20℃를 벗어날 수밖에 없어 해당 시기 실내에서 조차도 인체 활동이 둔화될 수 있다.However, since the outside temperature in the winter or summer greatly exceeds 20℃, the indoor temperature is also bound to exceed 20℃, so human activity may slow down even indoors at that time.
이에 각종의 냉난방 시스템을 이용 동절기 난방을 실시하고 하절기 냉방을 실시함으로써 해당 시기에도 인체 활동이 원활히 이루어질 수 있도록 하고 있다.Accordingly, various heating and cooling systems are used to provide heating in the winter and cooling in the summer to ensure that human activities can be carried out smoothly during these times.
한편, 냉난방 시스템의 하나로 대한민국 등록특허공보 제10-1910494호 등에 개시된 바와 같이 냉동사이클을 이용하여 축냉축열이 이루어지는 '냉난방 시스템'이 있다.Meanwhile, as one of the cooling and heating systems, there is a 'cooling and heating system' in which cold storage and heat storage are performed using a refrigeration cycle, as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1910494.
냉동사이클을 이용한 냉난방 시스템은, 압축기의 토출구; 응축기; 팽창밸브; 증발기 및 압축기의 유입구;를 도관으로 연결하여 구성되는 것으로서, 압축기에서 압축된 고온, 고압의 냉매 기체를 응축기에서 응축시켜 그 응축열을 유체와 열교환시킴으로써 온수를 생성하여 이를 이용 실내 공기를 가열함에 따라 난방이 이루어지게 되고, 응축기에서 응축된 고온, 고압의 냉매액을 팽창밸브로써 팽창시켜 저온, 저압의 냉매액으로 전환한 후 증발기 본체에 유입시켜 열원에 의하여 증발되도록 하여 그 증발열을 유체와 열교환시킴으로써 냉수를 생성하여 이를 이용 실내 공기를 냉각함에 따라 냉방이 이루어지게 된다.A cooling and heating system using a refrigeration cycle includes the discharge port of the compressor; condenser; expansion valve; It is composed of connecting the evaporator and the inlet of the compressor with a conduit. The high-temperature, high-pressure refrigerant gas compressed in the compressor is condensed in the condenser and the heat of condensation is exchanged with the fluid to generate hot water and use this to heat the indoor air. This is achieved by expanding the high-temperature, high-pressure refrigerant liquid condensed in the condenser using an expansion valve, converting it into low-temperature, low-pressure refrigerant liquid, and then flowing it into the evaporator body to evaporate it by a heat source, and the heat of evaporation is exchanged with the fluid to produce cold water. Air conditioning is achieved by generating and using this to cool the indoor air.
이와 같은 냉동사이클을 이용한 냉난방 시스템은 심야 전기와 같이 비교적 저렴한 에너지를 이용할 수 있어 냉난방비를 절감할 수 있으므로 그 사용처가 지속적으로 늘고 있다.The use of cooling and heating systems using such refrigeration cycles is continuously increasing because it can use relatively inexpensive energy, such as late-night electricity, to reduce cooling and heating costs.
한편, 냉동사이클을 이용한 냉난방 시스템에서 축냉 및 축열은 냉난방 시스템용 빙축열조에 이루어진다.Meanwhile, in a cooling and heating system using a refrigeration cycle, cooling and heat storage are carried out in an ice storage tank for the cooling and heating system.
이때, 냉난방 시스템용 빙축열조는 물이 충전되는 몸체; 및 몸체 내부 및 외부로 이어지되, 유체의 순환이 이루어지는 관로;를 포함함으로써 냉방 모드시 관로를 따라 냉각된 유체가 유동될 때 관로 외면에 결빙이 이루어져 이에 의해 몸체 내의 물이 냉각되어 냉수 생성이 이루어질 수 있다.At this time, the ice storage tank for the heating and cooling system includes a body filled with water; and a pipe connected to the inside and outside of the body, through which the fluid circulates. By including a pipe, when the cooled fluid flows along the pipe in the cooling mode, freezing occurs on the outer surface of the pipe, thereby cooling the water in the body and producing cold water. You can.
다만, 종래 냉동사이클을 이용한 냉난방 시스템은 냉난방 시스템용 빙축열조의 관로 및 몸체가 쉽게 손상되는 문제가 있었다.However, the conventional cooling and heating system using a refrigeration cycle had a problem in that the piping and body of the ice storage heat tank for the cooling and heating system were easily damaged.
즉, 냉각된 유체에 의해 관로 외면에 결빙이 이루어질 때 결빙 두께가 과도해지는 경우 어느 하나 관로와 다른 하나 관로가 결빙에 의해 성성되는 얼음 간의 접촉에 의해 밀리거나 할 수 있으므로 이에 의해 관로 및 몸체가 쉽게 손상되는 문제가 있었다.In other words, when ice forms on the outer surface of the pipe due to the cooled fluid, if the ice thickness becomes excessive, one pipe and the other pipe may be pushed by contact between the ice formed by freezing, which makes it easy for the pipe and the body to be damaged. There was a problem with damage.
이에 냉난방 시스템용 빙축열조의 몸체에 수위계를 장착하여 관로에 결빙이 이루어질 때의 수위 확인을 통해 관로 외면의 결빙 두께를 조절할 수 있도록 하고 있다.Accordingly, a water level gauge is mounted on the body of the ice storage heat tank for the cooling and heating system to check the water level when ice forms in the pipe and to control the thickness of the ice on the outer surface of the pipe.
즉, 관로 외면 결빙시 몸체 내의 물은 얼음 생성으로 인하여 수위 상승하게 되므로 수위계를 통해 수위를 확인하여 해당 수위가 사전 설정된 최대 허용치를 넘어설 때 결빙 두께가 과도한 것으로 간주하여 관로를 통한 유체 순환을 차단함으로써 더 이상의 결빙을 방지하여 관로 및 몸체의 손상을 방지하고 있다.In other words, when the outside of the pipe freezes, the water level in the body rises due to the formation of ice. Therefore, the water level is checked through a water level gauge, and when the water level exceeds the preset maximum allowable value, the ice thickness is considered excessive and fluid circulation through the pipe is blocked. By doing so, further freezing is prevented and damage to the pipes and body is prevented.
그러나 몸체 내의 물 수위는 누수 등에 의해 쉽게 변동할 수 있는바, 수위계를 통한 관로 외면 결빙 두께 조절은 그 신뢰도가 저하되는 문제가 있었다.However, since the water level in the body can easily fluctuate due to water leaks, etc., controlling the thickness of ice on the outer surface of the pipe through a water level gauge had the problem of lowering its reliability.
상기의 이유로 해당 분야에서는 관로를 따라 순환하는 냉각 유체에 의한 관로 외면의 결빙 두께 제어가 정확하게 이루어질 수 있도록 함으로써 결빙 두께의 과도함으로 인한 관로 및 몸체의 손상을 방지할 수 있도록 하는 냉난방 시스템용 빙축열조의 개발을 시도하고 있으나, 현재까지는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.For the above reasons, the relevant field has developed an ice storage heat tank for cooling and heating systems that prevents damage to the pipe and body due to excessive ice thickness by accurately controlling the ice thickness on the outer surface of the pipe by the cooling fluid circulating along the pipe. Attempts are being made, but satisfactory results have not been achieved so far.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 관로를 따라 순환하는 냉각 유체에 의한 관로 외면의 결빙 두께 제어가 정확하게 이루어질 수 있도록 함으로써 결빙 두께의 과도함으로 인한 관로 및 몸체의 손상을 방지할 수 있도록 하는 냉난방 시스템용 빙축열조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was proposed to solve the problems of the prior art as described above, and allows accurate control of the ice thickness on the outer surface of the pipe by the cooling fluid circulating along the pipe, thereby preventing damage to the pipe and body due to excessive ice thickness. The purpose is to provide an ice storage tank for heating and cooling systems that can prevent.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
내부에 일정한 용량의 물이 충전되는 몸체; 및 상기 몸체 내부 및 외부로 이어지되, 유체의 순환이 이루어지는 관로;를 포함하고, 상기 관로를 통해 냉각이 이루어진 상기 유체가 순환함에 따라 상기 관로 외면에 결빙이 이루어져 상기 몸체 내에 충전된 상기 물의 냉각이 이루어지는 것으로서, 상기 몸체 내부 상기 관로 상의 적어도 일 지점에 배치되어 상기 관로 외면의 결빙 두께를 감지하는 결빙감지유닛; 및 상기 결빙감지유닛이 감지하는 결빙 두께에 따라 상기 관로를 개폐하여 상기 유체의 순환을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조를 제안한다.A body filled with a certain amount of water inside; and a pipe connected to the inside and outside of the body, through which fluid is circulated, and as the cooled fluid circulates through the pipe, freezing occurs on the outer surface of the pipe, thereby cooling the water filled in the body. It consists of: an ice detection unit disposed at at least one point on the pipe inside the body and detecting the thickness of ice on the outer surface of the pipe; and a control unit that controls the circulation of the fluid by opening and closing the pipe according to the ice thickness detected by the ice detection unit.
상기 관로를 따라 유동하는 상기 유체는 0℃ 미만에서 결빙이 방지되는 부동열매체이다.The fluid flowing along the pipe is a non-freezing heat medium that prevents freezing below 0°C.
상기 관로는 상기 몸체 내에 수평 또는 수직 방향으로 배치될 수 있다.The conduit may be arranged horizontally or vertically within the body.
상기 결빙감지유닛은, 간격을 두고 마주하게 배치되는 지지편; 상기 지지편 어느 하나에 배치되어 광을 조사하는 발광모듈; 및 상기 지지편 다른 하나에 배치되어 상기 발광모듈로부터 조사된 상기 광을 수신하는 수광모듈;을 포함한다.The ice detection unit includes support pieces arranged to face each other at intervals; a light emitting module disposed on one of the support pieces and emitting light; and a light receiving module disposed on the other support piece and receiving the light emitted from the light emitting module.
상기 결빙감지유닛은 상기 지지편 각각을 슬라이딩 가능하게 지지하는 가이드부재를 더 포함할 수 있다.The ice detection unit may further include a guide member that slideably supports each of the support pieces.
상기 제어유닛은 상기 결빙감지유닛이 감지하는 결빙 두께가 사전 설정된 최대 허용치를 초과할 때 상기 관로에서의 상기 유체 순환을 차단한다.The control unit blocks the fluid circulation in the pipe when the ice thickness detected by the ice detection unit exceeds a preset maximum allowable value.
본 발명은 상기 관로 상에 배치되어 상기 유체를 강제 유동시키는 순환펌프를 더 포함한다.The present invention further includes a circulation pump disposed on the pipe to force the fluid to flow.
본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조는, 결빙감지유닛 및 제어유닛을 포함하는바, 결빙감지유닛이 감지하는 결빙 두께가 사전 설정된 최대 허용치를 넘어설 때 제어유닛을 통해 관로를 폐쇄하여 유체 순환을 차단함으로써 관체 외면에 더 이상의 결빙이 방지되어 관체 외면에 과도한 두께의 결빙이 방지되므로 과도한 두께의 결빙으로 인한 관로 및 몸체의 손상을 방지할 수 있다.The ice storage heat tank for a cooling and heating system that facilitates ice thickness control according to the present invention includes a freezing detection unit and a control unit. When the freezing thickness detected by the ice detection unit exceeds a preset maximum allowable value, the ice storage heat tank is operated through a control unit. By closing and blocking fluid circulation, further freezing is prevented on the outer surface of the pipe, preventing excessive thickness of freezing on the outer surface of the pipe, thus preventing damage to the pipe and body due to excessively thick freezing.
도 1은 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조의 구조를 보인 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조에서 결빙방지유닛의 외형을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조에서 결빙방지유닛을 통한 결빙 두께 감지를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조에서 결빙방지유닛을 통한 결빙 두께 감지를 보인 다른 예시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조가 냉난방 시스템에 적용된 형태를 보인 개략도이다.Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an ice storage heat tank for a heating and cooling system that facilitates ice thickness control according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the external appearance of the anti-icing unit in the ice storage heat tank for a cooling and heating system in which ice thickness control is easy according to the present invention.
Figure 3 is an exemplary diagram showing the detection of ice thickness through an anti-icing unit in an ice storage heat tank for a cooling and heating system in which ice thickness control is easy according to the present invention.
Figure 4 is another example showing detection of ice thickness through an anti-icing unit in an ice storage heat tank for a cooling and heating system in which ice thickness control is easy according to the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing the ice storage heat tank for a cooling and heating system that facilitates ice thickness control according to the present invention applied to a cooling and heating system.
이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조(A)는, 몸체(10); 관로(20); 결빙감지유닛(30); 및 제어유닛(40);을 포함한다.As shown in Figure 1, the ice heat storage tank (A) for a cooling and heating system in which ice thickness control is easy according to the present invention includes a body (10); pipeline (20); Ice detection unit (30); and a
본 발명의 몸체(10)는 내부에 일정한 용량의 물(W)이 충전된다.The
따라서 몸체(10) 내에 충전된 물(W)을 냉각 또는 가열하여 실내 바닥 등으로 공급함으로써 냉방 또는 난방이 이루어질 수 있다.Therefore, cooling or heating can be achieved by cooling or heating the water W charged in the
본 발명의 관로(20)는, 몸체(10) 내부 및 외부로 이어지며, 내부를 따라 유체(F)의 순환이 이루어진다.The
따라서 관로(20)를 통해 냉각 또는 가열된 유체(F)를 순환시킴으로써 몸체(10) 내부에 충전된 물(W)의 냉각 또는 가열이 이루어질 수 있다.Therefore, the water (W) charged inside the
이때, 유체(F)의 냉각 또는 가열은 통상의 어떠한 방식에 의해 이루어지더라도 무방하며, 그 예로 유체(F)는, 몸체(10) 외부에서 냉난방 시스템(S)의 제1열교환기(100)에 의해 증발이 이루어지는 냉매와 열교환함에 따라 냉각되거나, 몸체(10) 외부에서 냉난방 시스템(S)의 제2열교환기(200)에 의해 응축이 이루어지는 다른 냉매와 열교환함에 따라 가열될 수 있다.At this time, the cooling or heating of the fluid (F) may be performed by any conventional method. For example, the fluid (F) is stored in the first heat exchanger (100) of the cooling and heating system (S) from the outside of the body (10). It can be cooled by heat exchange with a refrigerant that evaporates, or can be heated by heat exchange with another refrigerant that is condensed by the
이때, 관로(20)를 통해 0℃ 미만으로 냉각된 유체(F)가 순환됨에 따라 몸체(10) 내부 관로(20)의 외면에 결빙이 이루어지므로 이에 의해 몸체(10) 내부에 충전된 물(W)의 냉각이 이루어질 수 있다.At this time, as the fluid F cooled to less than 0°C circulates through the
여기서, 유체(F)는 부동열매체임으로써 0℃ 미만에서 결빙이 방지되어 0℃ 미만으로 냉각된 상태에서도 관로(20)를 통한 순환이 원활할 수 있다.Here, since the fluid F is a floating heat medium, freezing is prevented below 0°C, and circulation through the
그리고 관로(20)는 상기 몸체(10) 내에 수평 또는 수직 방향으로 배치될 수 있다.And the
본 발명이 결빙감지유닛(30)은 몸체(10) 내부 관로(20) 상의 적어도 일 지점에 배치되어 관로(20) 외면의 결빙 두께를 감지한다.The
따라서 결빙감지유닛(30)이 감지하는 결빙 두께가 사전 설정된 최대 허용치를 넘을 때 관로(20)를 통한 유체(F) 순환을 차단함으로써 더 이상의 결빙이 방지될 수 있어 관로(20) 외면의 결빙 두께가 과도함으로 인한 관로(20) 및 몸체(10)의 손상이 방지될 수 있다.Therefore, when the ice thickness detected by the
이때, 결빙감지유닛(30)은, 간격을 두고 마주하게 배치되는 지지편(31); 지지편(31) 어느 하나에 배치되어 광을 조사하는 발광모듈(32); 및 지지편(31) 다른 하나에 배치되어 발광모듈(32)로부터 조사된 광을 수신하는 수광모듈(33);을 포함함으로써 수광모듈(33)을 통한 발광모듈(32)로부터의 광 수신 여부에 따라 관로(20) 외면의 결빙 두께를 감지할 수 있다.At this time, the
즉, 발광모듈(32)로부터 조사되는 광이 수광모듈(33)을 통해 원활히 수신될 때 관로(20) 외면의 결빙 두께는 최대 허용치 미만, 다시 말해 정상 결빙이라 할 수 있고, 발광모듈(32)로부터 조사되는 광이 관로(20) 외면의 결빙 발생으로 인하여 굴절되어 수광모듈(33)에 수신되지 않을 때 관로(20) 외면의 결빙 두께는 최대 허용치를 초과, 다시 말해 과도 결빙이라 할 수 있다.That is, when the light emitted from the
여기서, 발광모듈(32)은 광을 일직선 형태로 조사할 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방하고, 수광모듈(33)은 발광모듈(32)에 의해 일직선 형태로 조사되는 광을 수신할 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방한바, 발광모듈(32) 및 수광모듈(33)에 관한 상세한 설명은 생략한다.Here, the
그리고 지지편(31) 각각은 하단에 형성되는 홈부(31a)를 포함함으로써 홈부(31a)를 관로(20)에 끼움으로써 관로(20)에 안정적으로 안착될 수 있다.In addition, each of the
또한, 결빙감지유닛(30)은, 지지편(31) 각각을 슬라이딩 가능하게 지지하는 가이드부재(34)를 더 포함함으로써 가이드부재(34) 상에서 지지편(31)의 내외측 슬라이딩이 이루어짐에 따라 발광모듈(32)과 수광모듈(33) 사이의 간격 조절이 이루어질 수 있어 수광모듈(33)을 통한 광 수신이 원활할 수 있다.In addition, the
즉, 가이드부재(34) 상의 지지편(31) 중의 적어도 하나가 내측으로 이동하게 되면 발광모듈(32)과 수광모듈(33) 사이의 간격이 좁아질 수 있고, 가이드부재(34) 상의 지지편(31) 중의 적어도 하나가 외측으로 이동하게 되면 발광모듈(32)과 수광모듈(33) 사이의 간격이 넓어질 수 있다.That is, when at least one of the
본 발명의 제어유닛(40)은, 결빙감지유닛(30)이 감지하는 결빙 두께에 따라 관로(20)를 개폐하여 유체(F)의 순환을 제어한다.The
따라서 결빙감지유닛(30)이 감지하는 결빙 두께가 정상일 때 관로(20)를 개방하여 유체(F)의 순환이 진행되도록 함으로써 결빙이 추가로 이루어질 수 있고, 결빙감지유닛(30)이 감지하는 결빙 두께가 과도할 때 관로(20)를 폐쇄하여 유체(F)의 순환이 차단되도록 함으로써 더 이상의 결빙이 방지될 수 있다.Therefore, when the ice thickness detected by the
이때, 제어유닛(40)은 관로(20) 상에 배치되는 개폐밸브(도면상 미도시)를 포함함으로써 제어유닛(40)의 제어하에 개폐밸브의 개폐가 이루어짐으로써 관로(20)의 개폐가 이루어질 수 있다.At this time, the
한편, 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조(A)는 관로(20) 상에 배치되어 유체(F)를 강제 유동시키는 순환펌프(50)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the ice heat storage tank (A) for a cooling and heating system in which ice thickness control is easy according to the present invention may further include a circulation pump (50) disposed on the pipe (20) to force the fluid (F) to flow.
따라서 순환펌프(50) 작동에 의해 유체(F)의 강제 유동이 이루어짐에 따라 관로(20)를 통한 유체(F)의 순환이 원활할 수 있다.Therefore, as the
본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조(A)는 도 5에 도시된 바와 같이 냉난방 시스템(S)에 연결 설치된다.The ice storage tank (A) for a cooling and heating system that facilitates ice thickness control according to the present invention is connected to and installed in the cooling and heating system (S) as shown in FIG. 5.
이때, 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조(A)를 통한 결빙 두께 제어에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.At this time, the freezing thickness control through the ice storage tank (A) for a cooling and heating system that is easy to control the freezing thickness according to the present invention will be described in detail as follows.
본 발명에서 관로(20)를 통해 순환하는 유체(F)는, 몸체(10) 외부에서 냉난방 시스템(S)의 제1열교환기(100)에 의해 증발이 이루어지는 냉매와 열교환함에 따라 냉각될 수 있다.In the present invention, the fluid (F) circulating through the
따라서 본 발명의 관로(20)를 통해서 냉각된 유체(F)가 순환될 수 있다.Therefore, the cooled fluid (F) can be circulated through the
한편, 관로(20)를 통해 냉각된 유체(F)의 순환이 이루어질 때 몸체(10) 내부의 물(W)은 냉각된 유체(F)가 순환되는 관로(20)와 접하면서 자연스럽게 냉각될 수 있으므로 이를 실내 바닥 등으로 공급함에 따라 하절기 냉방이 이루어질 수 있다.On the other hand, when the cooled fluid (F) circulates through the
이때, 관로(20)를 통해 순환되는 유체(F)가 0℃ 미만으로 냉각됨으로써 몸체(10) 내부의 관로(20) 외면에 결빙이 이루어질 수 있다.At this time, as the fluid F circulating through the
따라서 몸체(10) 내부의 물(W)이 관로(20) 외면에서의 결빙에 의해 생성되는 얼음(I)과 접촉함에 따라 냉각될 수 있다.Therefore, the water (W) inside the
여기서, 본 발명의 유체(F)는 부동열매체인바, 0℃ 미만에서도 자체의 결빙이 방지되므로 관로(20)를 통한 순환이 원활할 수 있다.Here, since the fluid F of the present invention is a floating heat medium, freezing of itself is prevented even at temperatures below 0° C., so circulation through the
다만, 각 관로(20) 외면에 결빙이 이루어질 때 관로(20) 외면의 결빙이 과도하여 일 관로(20) 외면의 결빙으로 인하여 생성되는 얼음(I)과 이에 인접하는 다른 관로(20) 외면의 결빙으로 인하여 생성되는 얼음(I)이 서로 접촉하게 되면 관로(20)의 밀림 등이 발생할 수 있으므로 이에 의해 관로(20) 및 몸체(10)가 손상될 수 있다.However, when ice forms on the outer surface of each pipe (20), the freezing on the outer surface of the pipe (20) is excessive, so that the ice (I) generated due to freezing on the outer surface of one pipe (20) and the outer surface of other pipes (20) adjacent to it. When the ice (I) generated due to freezing comes into contact with each other, the
그러나 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조(A)는 결빙감지유닛(30)을 포함하는바, 결빙감지유닛(30)에 의해 관로(20) 외면의 결빙 두께가 감지될 수 있으므로 결빙감지유닛(30)이 감지하는 결빙 두께가 사전 설정된 최대 허용치를 넘을 때 관로(20)를 통한 유체(F) 순환을 차단함으로써 더 이상의 결빙이 방지될 수 있어 관로(20) 외면의 결빙 두께가 과도함으로 인한 관로(20) 및 몸체(10)의 손상이 방지될 수 있다.However, the ice heat storage tank (A) for a cooling and heating system in which ice thickness control is easy according to the present invention includes an
이때, 결빙감지유닛(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이 간격을 두고 마주하게 배치되는 지지편(31); 지지편(31) 어느 하나에 배치되어 광을 조사하는 발광모듈(32); 및 지지편(31) 다른 하나에 배치되어 발광모듈(32)로부터 조사된 광을 수신하는 수광모듈(33);을 포함하는바, 수광모듈(33)을 통한 발광모듈(32)로부터의 광 수신 여부에 따라 관로(20) 외면의 결빙 두께를 감지할 수 있다.At this time, the
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 발광모듈(32)로부터 조사되는 광이 수광모듈(33)을 통해 원활히 수신될 때 관로(20) 외면의 결빙 두께는 최대 허용치 미만, 다시 말해 정상 결빙이라 할 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 발광모듈(32)로부터 조사되는 광이 관로(20) 외면의 결빙 발생으로 인하여 굴절되어 수광모듈(33)에 수신되지 않을 때 관로(20) 외면의 결빙 두께는 최대 허용치를 초과, 다시 말해 과도 결빙이라 할 수 있는바, 과도한 결빙일 때 관로(20)를 통한 유체(F) 순환을 차단함으로써 더 이상의 결빙이 방지될 수 있어 관로(20) 외면의 결빙 두께가 과도함으로 인한 관로(20) 및 몸체(10)의 손상이 방지될 수 있다.That is, as shown in FIG. 3, when the light emitted from the
그리고 결빙방지유닛은 지지편(31) 각각을 슬라이딩 가능하게 지지하는 가이드부재(34)를 더 포함하는바, 가이드부재(34) 상에서 지지편(31)의 내외측 슬라이딩이 이루어짐에 따라 발광모듈(32)과 수광모듈(33) 사이의 간격 조절이 이루어질 수 있어 수광모듈(33)을 통한 광 수신이 원활할 수 있다.In addition, the anti-icing unit further includes a
즉, 가이드부재(34) 상의 지지편(31) 중의 적어도 하나가 내측으로 이동하게 되면 발광모듈(32)과 수광모듈(33) 사이의 간격이 좁아질 수 있고, 가이드부재(34) 상의 지지편(31) 중의 적어도 하나가 외측으로 이동하게 되면 발광모듈(32)과 수광모듈(33) 사이의 간격이 넓어질 수 있어 수광모듈(33)을 통한 광 수신이 원활할 수 있다.That is, when at least one of the
다만, 관로(20) 외면의 더 이상 결빙 방지를 위한 유체(F)의 순환 차단에는 번거로움이 따를 수 있다.However, blocking the circulation of the fluid F to prevent further freezing of the outer surface of the
그러나 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조(A)는 결빙감지유닛(30)과 함께 결빙감지유닛(30)이 감지하는 결빙 두께에 따라 관로(20)를 개폐하여 유체(F)의 순환을 제어하는 제어유닛(40);을 포함하는바, 결빙감지유닛(30)이 감지하는 결빙 두께가 과도할 때 제어유닛(40)에 의해 순환펌프(50)의 가동이 정지됨에 따라 관로(20)를 통한 유체(F)의 순환이 자동으로 차단될 수 있으므로 유체(F)의 순환 차단으로 인한 번거로움을 덜 수 있다.However, the ice storage heat tank (A) for a cooling and heating system that is easy to control the ice thickness according to the present invention, along with the
이때, 제어유닛(40)은 관로(20) 상에 배치되는 개폐밸브를 포함함으로써 개폐밸브 작동에 의해 관로(20)의 개폐도 같이 이루어질 수 있다.At this time, the
한편, 이상에서는 냉방에 관하여만 설명하였으나, 본 발명에 의한 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조(A)는 난방에 이용될 수 있다.Meanwhile, although only cooling was explained in the above, the ice storage tank (A) for a cooling and heating system in which ice thickness control is easy according to the present invention can be used for heating.
즉, 본 발명에서 관로(20)를 통해 순환하는 유체(F)는, 몸체(10) 외부에서 냉난방 시스템(S)의 제2열교환기(200)에서 응축이 이루어지는 다른 냉매와 열교환함에 따라 가열될 수 있는바, 관로(20)를 따라 가열된 유체(F)의 순환이 이루어짐에 따라 몸체(10) 내에서 관로(20)와 접하는 물(W)이 자연스럽게 가열될 수 있으므로 이를 실내 바닥 등으로 공급함에 따라 동절기 난방이 이루어질 수 있어 그 활용도를 더욱 높일 수 있다.That is, in the present invention, the fluid (F) circulating through the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능하며, 그와 같은 변경은 이하 청구범위 기재에 의하여 정의되는 본 발명의 보호범위 내에 있게 된다.The present invention as described above is not limited to the above-described embodiments, so changes can be made without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, and such changes may be made to the present invention as defined by the claims below. falls within the scope of protection of the invention.
10 : 몸체 20 : 관로
30 : 결빙감지유닛 31 : 지지편
31a : 홈부 32 : 발광모듈
33 : 수광모듈 34 : 가이드부재
40 : 제어유닛 50 : 순환펌프
100 : 제1열교환기 200 : 제2열교환기
A : 냉난방 시스템용 빙축열조 F : 유체
I : 얼음 S : 냉난방 시스템
W : 물10: body 20: pipe
30: Ice detection unit 31: Support piece
31a: groove 32: light emitting module
33: light receiving module 34: guide member
40: control unit 50: circulation pump
100: first heat exchanger 200: second heat exchanger
A: Ice storage tank for heating and cooling system F: Fluid
I: Ice S: Heating/cooling system
W: water
Claims (6)
상기 몸체 내부 상기 관로 상의 적어도 일 지점에 배치되어 상기 관로 외면의 결빙 두께를 감지하는 결빙감지유닛; 및
상기 결빙감지유닛이 감지하는 결빙 두께에 따라 상기 관로를 개폐하여 상기 유체의 순환을 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
상기 결빙감지유닛은, 간격을 두고 마주하게 배치되는 지지편; 상기 지지편 어느 하나에 배치되어 광을 조사하는 발광모듈; 및 상기 지지편 다른 하나에 배치되어 상기 발광모듈로부터 조사된 상기 광을 수신하는 수광모듈;을 포함하며,
상기 지지편 각각은 하단에 길이 방향으로 이어지게 형성되는 홈부를 포함하고,
상기 홈부 각각의 내측으로 상기 관로가 끼워져 상기 지지편이 상기 관로에 안착됨에 따라 상기 결빙감지유닛이 상기 관로에 배치되어 상기 관로 외면의 결빙 두께를 감지하는 것을 특징으로 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조.A body filled with a certain amount of water inside; and a pipe connected to the inside and outside of the body, through which fluid is circulated, and as the cooled fluid circulates through the pipe, freezing occurs on the outer surface of the pipe, thereby cooling the water filled in the body. As it is accomplished,
an ice detection unit disposed at at least one point on the pipe inside the body to detect the thickness of ice on the outer surface of the pipe; and
It includes a control unit that controls circulation of the fluid by opening and closing the pipe according to the ice thickness detected by the ice detection unit,
The ice detection unit includes support pieces arranged to face each other at intervals; a light emitting module disposed on one of the support pieces and emitting light; and a light receiving module disposed on the other support piece and receiving the light emitted from the light emitting module.
Each of the support pieces includes a groove formed at the bottom extending in the longitudinal direction,
As the pipe is inserted into each of the grooves and the support piece is seated on the pipe, the ice detection unit is placed in the pipe to detect the ice thickness on the outer surface of the pipe. A heating and cooling system that facilitates ice thickness control. For ice storage heat tank.
상기 관로를 따라 유동하는 상기 유체는 0℃ 미만에서 결빙이 방지되는 부동열매체인 것을 특징으로 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조.According to paragraph 1,
An ice storage heat tank for a cooling and heating system with easy ice thickness control, characterized in that the fluid flowing along the pipe is a floating heat medium that prevents freezing below 0°C.
상기 관로는 상기 몸체 내에서 수평 방향으로 지그재그 형태를 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조.According to paragraph 1,
An ice storage heat tank for a cooling and heating system that facilitates control of ice thickness, wherein the pipes are arranged in a horizontal zigzag shape within the body.
상기 결빙감지유닛은 상기 지지편 각각을 슬라이딩 가능하게 지지하는 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조.According to paragraph 1,
The ice storage heat tank for a cooling and heating system that facilitates ice thickness control, wherein the ice detection unit further includes a guide member that slideably supports each of the support pieces.
상기 제어유닛은 상기 결빙감지유닛이 감지하는 결빙 두께가 사전 설정된 최대 허용치를 초과할 때 상기 관로에서의 상기 유체 순환을 차단하는 것을 특징으로 하는 결빙 두께 제어가 용이한 냉난방 시스템용 빙축열조.According to paragraph 1,
The control unit blocks the fluid circulation in the pipe when the ice thickness detected by the ice detection unit exceeds a preset maximum allowable value.
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