KR20020014625A

KR20020014625A - 빙축열 축열조 열교환 시스템

Info

Publication number: KR20020014625A
Application number: KR1020000048011A
Authority: KR
Inventors: 여태호
Original assignee: 여태호
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-25

Abstract

본 발명은 값싼 심야전력을 이용하여 빙축열조(Ice Storage)의 물을 결빙시켜, 주간에 축열조의 열량을 실내기를 통하여 공급하는 냉방시스템이다.

본 발명은 빙축열시스템용 축열장치에 관한 것으로, 축열조에 생성된 열량을 열 교환기를 통하여 실내로 공급하는 방식으로서, 축열조의 중심부분에 위치하여 열량을 실내로 공급한다.

열 교환기의 특징은 첫째로 코일관에 칼날 모양의 흡수핀이 다수개로 연결되어 있어 열량 흡수를 빠르고 효율적으로 하여, 직접 차가운 물을 이동하는 것과 같은 효과를 거둘수 있다. 둘째로 하나의 분리관에서 여러갈래로 코일관으로 갈린다음 이를 다시 모아 실내로 공급하기 때문에 큰 열량을 필요로 할 때에는 연결 구조를 병렬구조의 복수개로 연결하면 된다. 축열조의 물은 전면이 어는 점을 기준으로 했기 되었기 때문에 축열조의 크기를 줄일 수 있다.

셋째로 브라인 이동관이 어는 점을 방지 하기 위하여 부동액을 사용하였다.

Description

빙축열 축열조 열교환 시스템{Heat transfer system for Ice storage tank}

본 발명은 빙축열용 축열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열의 이동을 열 교환기를 이용하여 수평으로 이동하도록 개별적으로 각 라인을 형성하는 복수개의 구조로 형성되어 있다.

또 칼날 모양의 날로 밀집 형성되어 있어, 열 교환 파이프에 브라인이 많은 면적에서 열량을 골고루 얻을 수 있으므로 전체적으로 실내로 공급되는 열량은 그만큼 효율을 향상시킬 수 있다.

일반적으로 빙축열시스템은 빙축열조의 내부에 실내로 공급되는 순환수를 일정수위까지 저장한 다음, 하절기에 비용이 저렴한 심야 전력을 이용하여 야간에 얼음으로 축냉시켰다가 주간에 얼음을 해빙시킨 냉수를 실내기로 공급하여 냉방에 사용 함으로써, 주간에 실내기의 냉방운전에 따른 전력사용의 비용을 현저히 줄여 경제적인 냉방을 함은 물론, 주간에 전력 부하를 분산 시킬 수 있도록 한 냉각 방식인 것이다.

종래의 빙축열 시스템용 축열 장치는 빙축열조 중간 부분에서 실내로 공급하는 파이프가 연결되어 있어 물이 결빙되었을 경우 녹을 때까지 기다리거나 강제적으로 녹여주여야 하는 불편함이 있다. 이로 인해 펌프가 공회전을 함으로써 펌프의 수명을 줄이는 결과를 가져온다.

또한 실내기에서 회수되어 돌아온 물이 축열조 상단의 파이프 여러 홀을 통하여 회수되는 구조로 되어 있으나, 축열조 내부가 얼 경우 작은 홀들이 막혀 전혀 순환될 수 없는 상태가 된다.

해서, 첨부된 도면1은 축열조 내부에 브라인 열 교환기가 별도로 부착되어물이 전면적으로 얼게 되어도 열교환기 내부로만 브라인이 이동하기 때문에 전혀 문제가 없다. 열 교환기 내부의 청소를 할 때에는 교환기 바닥면에 배수구(5)가 있어 배출 할 수가 있다.

또한 보충수가 필요롤 할 때에는 보충수 탱크(3)에서 펌프로 보충시켜 주어 순환 펌프의 공회전을 억제시킬 수 있다. 만약 보충수 탱크에 부동액이 없을 경우 순환 펌프는 동작되지 않는다.

냉매가스의 열 교환기와 브라인 열교환기 모두 하나의 입구에서 여러 갈래로 나뉘어진 복수 형태의 코일관으로 형성 되어 물을 전면적으로 얼리거나 브라인을 이동하는데 있어 열 효율을 증대 시킬 수 있다.

그리고, 축열조 내부에 존재하게 되는 상부 부위의 물은 물의 수면으로부터 상부에 존재하게 되는 데 공기의 온도에 의해 하부 부위의 물 온도보다 상승하게 되기 때문에, 축열조의 높이를 상 중 하로 3등분 구분하였을 때 중위치 이하가 온도점이 제일 낮아 브라인 열 교환기 위치를 아래로 설치한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 축열조 내부가 실외기에 의해 얼음 상태가 되면, 이것을 주간에 운전하는 데 있어 열 교환기를 이용하여 실내로 공급하는데 있다.

열 교환기의 구조는 도면3을 보면,

코일이 하나의 라인에서 여러갈래로 나뉘어져 있으며, 설정 길이 및 간격을 두고 반복 교반되게 지그재그 식으로 절곡된 파이프 형상의 열량 흡수 코일이 형성되고, 상기 열 이동 흡수 코일의 진행 방향과 정 반대 방향의 직각으로 설정 간격을 두고 다수개의 열 흡수핀이 적층형태 구조로 다수개 설치되어 있다.

상기와 같은 흡수 코일과 흡수핀으 결합상태에 있어서 그 경계부가 상호 접촉된 상태로 되어 있고 상기 흡수핀들은 한쌍의 홀딩판들에 의해 견고하게 상호 결합되어 있다.

상기 빙 축열조의 내부 열교환기1는 물이 열량을 최고점을 갖고 있는 위치에 설치되어 있으며, 빠른 시간내에 열량을 흡수할 수 있음은 물론 증발코일의 둘레에 다수의 증발핀을 구비시켜 상기 증발 코일 및 증발핀에서 흡수하는 면적을 향상 시킬 수 있는 것이며 그 구조가 일체형으로 되어 있어 설치 및 보수가 용이하다.

만약 코일관으로만 실내로 브라인을 이동한다면 그 효율이 저하될 수 있어, 수평의 코일관에 핀들을 삽입하게 되었다.

이로써 물을 직접 운전시키는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

[도면]

도 1은 본 발명의 빙축열시스템용 축열장치의 내부를 나타낸 정면도.

도 2는 브라인 열 교환 파이프의 블록도 및 파이프의 구조를 나타낸 사시도.

도 3은 열교환기의 구조 및 브라인 이동을 나타내는 사시도.

도 4는 냉매가스 열교환 파이프 설치 상태를 나타낸 사시도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 순환펌프 2 : 실내 브라인 공급관

3 : 브라인 보조 탱크 12 : 실외기 가스 연결구

22 : 드라이어( Dryer) 21 : 팽창변(Expansion Valve)

11 : 냉매가스 열교환기 14 : 브라인 코일관

15 : 흡열판 13 : 브라인 복수 분리관

16 : 냉매가스 복수 분리관 18 : 냉매가스 코일관

24 : 급수관 21 : 배수관

예시된 도면을 열거하면 도1을 보면,

실외기 압축기에서 압축을 하면 응축기를 통하여 열을 소거한 다음 가스 연결구(12)를 통하여 드라이어로 냉매 가스는 이동하며. 이 냉매가스는 다시 팽창변으로 이동한다. 팽창변에서 가스가 하나의 라인에서 복수개의 코일관으로 냉매가스는 흘러서 축열조 내부의 물을 얼린다. 내부에 열량이 저장되면 실내로 공급하는 열교환기의 브라인(부동액)이 순환모터(1)를 통해 파이프(2)를 통해 실내기로 유입된다.

다시 실내기를 거쳐 파이프(9)를 거쳐 축열조의 열교환기로 회수된다.

실내기로 유입되는 과정에서 브라인이 부족한 경우 보충수 탱크(3)에서 자동적으로 펌프에 보충된다.

도면 2를 보면,

실내기에서 브라인 복수관으로 이동하는 것을 블록화 하였으며, 실제적인 브라인 이동방향을 제시한 도면이다.

도면 3을 보면,

코일관(14)이 하나의 복수관(13)을 통해 여러갈래의 형태의 코일관으로 분리되어 있고, 이 코일을 두고 흡수핀들이 코일의 직각 정 반대방향으로 접속되어 있는데, 이 핀들이 있으므로서 실내기로 공급하는 열량을 보상 받을 수 있다.

도면 4를 보면,

냉매가스의 열 교환기를 나타낸 것이다. 이 열교환기는 하나의 라인에서 다수개의 열교환 파이프를 수심으로부터 약 20cm 아래에 위치하여 있고, 수평방향으로 설치하여 냉매가 수평으로 이동하면서 열교환하도록 하고, 아울러 열교환 파이프의 각 라인에 냉매가 균일하게 공급되도록 분배기를 설치하였다.

본 고안은 어는 점을 기준으로 설계 되었기 때문에 축열조의 용량을 현저히 줄일 수 있고, 설치 장소가 협소한 곳도 설치가 가능하며, 축열조의 용량이 작아지므로 인해 제작 비용이 적어져 빙축열 시장을 상승 시킬수 있는 효과가 기대된다.

또한 축열조의 크기가 소형화 되기 때문에 전력 소모를 현저히 절약할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

빙축열조 내부의 열량을 실내기로 공급하는 장치에 있어서,

상기 빙 축열조는 빙축조 내부의 열량을 골고루 여러면에서 흡수할 수 있도록, 하나의 분배관을 통하여 여러갈래의 코일관이 설정길이 및 간격을 일정하게 두고 반복 교반되게 지그재그 식으로 절곡된 파이프 형상의 흡수 코일이 형성되고 코일의 진행방향과 정반대 방향의 직각으로 설정간격을 두고 다수개의 열 흡수핀이 수평 배열로 적층 형성되며 상기 흡수코일 및 흡수핀이 설정 위치에 견고하게 지지 고정되어 유동 및 이탈이 방지되도록 상호 결합된 것을 특징으로 하는 냉방기의 열 교환 이동 장치.