KR20020035145A

KR20020035145A - 발열체의 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20020035145A
Application number: KR1020027003645A
Authority: KR
Inventors: 다나카마사아키; 누마자와시게오; 이시이가츠야; 사토히데아키; 혼다신; 오카모토요시유키; 가나모리쥬니치로; 데라오다다요시
Original assignee: 오카베 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2002-05-09
Also published as: DE10193103T1; US20020092315A1; JP2002100891A; JP4407082B2; WO2002008675A1; US6615603B2; DE10193103B3; KR100552151B1

Abstract

제1 발열체(2)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 그 열에 의하여 동작하는 흡착식 냉각기(4)에 의하여 제2 발열체(3)는 냉각된다. 이에 따라, 전력을 절약하면서 냉각 시스템을 동작시킬 수 있어, 상기 시스템은 연속 작동에 적절하다. 또한, 제1 발열체(2)의 발열량이 소정 열량 이상일 경우, 제1 집열기(2a)에 의하여 열 매체에서 흡수된 열은 상기 냉각기(4)의 흡착제로 제공되지 않고 실외기(8)에 의하여 외부 공기로 배출된다. 한편, 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량 이하로 떨어질 경우, ㅎ브착제를 가열하기 위하여 제1 열 교환기(6)로 공급된 열 매체는 실외기(8)로 흐르지 않고 제1 집열기(2a)로 복귀되도록 절환되고, 이에 따라 제1 발열체(2)의 발열량의 어떠한 변동에도 유연하게 대응할 수 있다.

Description

발열체의 냉각 시스템{COOLING SYSTEM FOR HEATING ELEMENT}

예를 들면, 휴대전화의 기지국내의 전자 기기를 냉각하는 냉각시스템은, 모두 전기 에너지를 이용한다. 상기 냉각 시스템은 24시간 연속 동작되어야 한다. 따라서, 일반적으로 휴대전화 기지국내의 냉각 시스템의 소비전력이 매우 커지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 복수개의 발열체를 갖는 시스템에 있어, 그 복수개의 발열체를 냉각하는 냉각 시스템에 관한 것으로, 예를 들면 휴대전화 기지국 내의 전자 기기, 전기 기기, 전기 변환기, 밧데리등을 냉각하기 위하여 이용될 경우 효과적이다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 기본 동작 모드에서의 열 매체 흐름을 도시한 개략도.

도 3 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 기본 동작 모드에서의 열 매체 흐름을 도시한 개략도.

도 4 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 과열 동작 모드에서의 열 매체 흐름을 도시한 개략도.

도 5 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 과열 동작 모드에서의 열 매체 흐름을 도시한 개략도.

도 6 은 본 발명의 제1 실시예에 있어 열이 불충분한 경우의 동작 모드에서의 열 매체 흐름을 도시한 개략도.

도 7 은 본 발명의 제1 실시예에 있어 열이 불충분한 경우의 동작 모드에서의 열 매체 흐름을 도시한 개략도.

도 8 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직접 냉각 모드에서의 열 매체 흐름을 도시한 개략도.

도 9 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 10 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 11 은 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 12 는 본 발명의 제5 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 13 은 본 발명의 제6 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 14 는 본 발명의 제7 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 15 는 본 발명의 제8 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 16 은 본 발명의 제9 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 17 은 본 발명의 제10 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 18 은 본 발명의 제10 실시예의 변형예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 19 는 본 발명의 제11 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 20 은 본 발명의 제12 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 21 은 본 발명의 제13 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 22 는 본 발명의 제14 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 23 은 본 발명의 제15 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

도 24 는 본 발명의 제16 실시예에 따른 냉각 시스템을 도시한 개략도.

상기의 문제점을 고려하여, 본 발명은 전력을 절약(에너지를 절약)할 수 있으면서도 지속적인 동작에 적합한 발열체의 냉각 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폐쇄된 공간내에 있는 제1발열체(2)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 그 열에 의해 동작하는 제1 냉각수단(4)에 의해 폐쇄된 상기 공간내에 있는 제2 발열체를 냉각하는 것을 특징으로 한다. 이러한 시스템은, 이러한 구성으로부터 명확히 알 수 있듯이, 대전력(large power)을 필요로 하지 않게 되어, 에너지를 절약할 수 있고(전력이 절약되고), 자동적으로 연속 동작에 적합하다.

상기 제1 냉각 수단(4)으로서는, 증발된 기상(gaseous phase)냉매를 흡착시키고, 가열될 때 흡착된 냉매를 분리시키는 흡착제를 갖는 흡착식 냉각 장치를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 냉각 시스템에 있어, 상기 제1 발열체(2)로부터 흡착된 열에 의한 것이 아닌 제2 발열체(3)를 냉각하기 위한 제2 냉각 수단(11)을 추가로 제공할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 냉각 수단(4)의 냉동 능력(냉각 능력)이 부족할 경우라도, 제2 발열체(3)를 확실하게 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 냉각 시스템에 있어, 상기 제1 냉각 수단(4)으로 열을 제공하기 위한 보조 열원(12)을 제공할 수 있다.

이에 따라, 제1 냉각 수단(4)을 동작시키기 위하여 필요로 되는 열량이 감소될 경우라도, 상기 보조 열원(12)으로부터 열을 공급함으로써 제1 냉각 수단(4)을 동작시킬 수 있어, 제2 발열체(3)를 안정적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어, 상기 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량을 초과할 경우에, 제1 냉각 수단(4)의 성분 계수를 저하시켜 동작하게 하는 한편, 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량 감소될 경우에는 제1 냉각 수단(4)의 성분 계수를 증가시켜 제1 냉각 수단(4)을 동작시키도록 구성할 수 있다.

이에 따라, 제1 발열체(2)의 발열양이 크게 변동되더라도, 이에 대한 유연한 대처가 가능하다.

또한, 본 발명의 시스템에 있어, 상기 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량을 소정량 초과할 경우, 제1 발열체의 열의 일부를 제1 냉각 수단(4)의 외부로 방열하도록 구성시킬 수 있다.

이에 따라, 제1 발열체(2)의 발열량이 증대되더라도, 제1 발열체(3)를 안정적으로 냉각할 수 있다.

상기 제1 냉각 수단(4)은 열을 방사하는 위치에서의 온도가 소정 온도 이하로 떨어지거나, 제1 냉각 수단(4)이 고장났을 경우, 제1 냉각 수단(4)을 통하지 않고, 적어도 제1 발열체(2)의 열을 직접적으로 방열 위치로 방출되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 발열체(2)의 열방출 온도가 제1 발열체(2)의 열방출 온도보다 높고, 제1 냉각 수단(4)이 열을 방사하는 위치에서의 온도가 소정 온도보다 낮거나 제1 냉각 수단(4)이 고장났을 경우, 제1 냉각 수단(4)을 통하지 않고 제1 발열체(2)의 열을 제2 발열체(3)의 열의 방열 위치보다도 높은 온도의 방열 위치로 방출되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 냉각 수단(4)은 그의 열을 방출하는 위치의 온도가 소정 온도보다 낮거나, 제1 냉각 수단이 고정났을 경우, 상기 제1 발열체(2) 및 제2 발열체(3) 중하나의 열을 제1 냉각 수단(4)을 통하지 않고 방출된 위치로 직접적으로 방출하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 냉각 수단(4)은, 그에 설치된 복수개의 밸브(9a 내지 9e)를 동시에 동작시키고, 흡착기(5)를 탈착 과정으로부터 흡착 과정으로 절환시킬 경우라도, 제1 발열체(2)에서 방출되는 소정의 기준 발열량에 의하여 소정의 기준 냉각능력을 갖을 수 있도록 제1 냉각 수단(4)의 냉동능력을 크게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어, 흡착제가 수용된 복수개의 흡착기(5) 및 열매체의 흐름을 절환시킴으로써 흡착기(5)의 흡착 과정과 탈착 과정을 절환하는 복수개의 밸브(9a 내지 9e)를 제공하여, 상기 밸브(9a 내지 9e)의 동작불량이 발생할 경우, 제1 발열체(2)으로부터 열을 흡수한 열 매체를 밸브(9a 내지 9e)로 통과시키지 않고 실외기(8)로 직접적으로 순환시켜, 실외기(8)에 의하여 제1 방열 방사체(2)의 열을 방출하도록 할 수 있다.

이에 따라, 밸브(9a 내지 9e)의 동작 불량이 발생할 경우라도, 제1 발열체(2)의 냉각을 가능하게 하고, 냉각 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어, 흡착제를 수용하는 복수개의 흡착기(5), 열 매체(10a)를 순환시키기 위한 펌프 및 상기 펌프(10a)의 동작불량이 발생할 경우 제1 발열체(2)의 열을 흡수하는 열 매체의 순환을 동작시키기 위한 보조 펌프(10b)를 제공할 수 있다.

이에 따라, 상기 펌프(10a)의 동작 불량이 발생할 경우라도, 제1 발열체(2)의 냉각이 가능하여, 냉각 시스템의 신뢰성은 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어, 폐쇄된 공간(1)내에 있는 제1 발열체(2)로부터 열을 흡수하고, 그 흡수된 열에 의하여 동작하는 제1 냉각 수단(4)에 의해 상기 폐쇄된 공간(1)내에 있는 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여, 제1 냉각 수단(4)으로서, 증발된 기상 냉매를 흡착하고, 가열될 때 흡착된 냉매를 분리하는 흡착제를 갖는 흡착식 냉동장치를 이용하고, 제1 냉각 수단(4)의 복수개의 흡착기(5)중 어느 하나가 동작 불량이 발생할 경우에는, 복수개의 흡착기(5)중동작 불량이 발생되지 않은 흡착기(5)에 의하여 제1 냉각 수단(4)을 동작시키도록 시스템을 구성할 수 있다.

이에 따라, 제1 냉각 수단(4)이 완전히 정지되는 것을 방지할 수 있어 냉각 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어서, 열 매체를 보충하기 위한 예비 탱크(15)를 제공할 수 있다.

이에 따라, 열 매체의 누출이 발생할 경우라도, 냉각 시스템이 정지해 버리는 것을 사전에 방지할 있어 냉각 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어, 상기 예비 탱크(15)를 폐쇄된 공간(1)의 상부에 제공될 수 있다.

이에 따라, 예비 탱크(15)를, 상부로부터 상기 공간(1)으로 내리 쬐는 햇빛을 차단하는 일광 차단수단으로서의 기능을 할 수 있어, 냉각 시스템의 냉각 부하를 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어, 열을 회수하는 실내기(17a)가 공간(1)내에 배치된 제3 냉각 장치(17)를 제공할 수 있다.

이에 따라, 발열체의 방열량이 변동되더라도, 발열체를 안정적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어, 실내기(17a)를, 제1 발열체(2) 및 제2 발열체(3)중 적어도 하나의 발열 배출구 직후에 배치할 수 있다.

이에 따라, 온도가 높은 발열에 의하여 상기 공간(1) 내측이 가열되기 전에, 그 발열이 공간(1) 외측으로 빠르게 배출될 수 있어, 제1 냉각 수단(4) 및 냉각 시스템 전체를 효율적이고 안정적으로 동작될 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템에 있어서, 실내기(17a)를 발열량이 큰 장소에 배치할 수 있다.

이에 따라, 발열량 및 발열량의 변동량이 큰 부분을 제3 냉각 수단(17)에 의하여 냉각하고, 제1 냉각 수단(4)을 미소한 발열부분에 적용할 수 있어, 제1 냉각 수단(4)이 상대적으로 냉각능력이 작아질 경우라도, 제1 냉각 수단(4)을 안정적으로 동작시킬 수 있고, 냉각 시스템을 효과적으로 동작시킬 수 있다.

상기 제1 발열체(2)와 제2 발열체(3)는 상호 연동해서 동작하는 전기 기기로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제2 발열체(3)의 발열량을 제1 발열체(3)의 발열량보다 항상 낮게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 냉각 시스템은, 열 관리 시스템에 제공될 수 있고, 냉각 시스템으로부터 배출된 열을 이용하는 기기와 함께 제공될 수 있다.

이에 따라, 열을 낭비하지 않고 이용할 수 있다.

상기 각 괄호안의 참조 부호는 후술의 각 실시예에 있어서 도면을 참조해서 기재한 구체적 수단과 대응관계를 나타낸 것이다.

(제1 실시예)

본 발명의 실시예는, 본 발명에 따른 냉각 시스템을 휴대폰 기지국(1)(이하, "기지국"이라 칭함)에 제공되는 전자 기기의 냉각에 적용한다. 상기 기지국(1)은 비교적 발열량이 크고, 고온으로 되는 전파 출력용 증폭기(amplifier), 전파 출력 제어 보드, 정류기, 그외의 전자 기기, 전기 기기 및 전기 변환기등으로 이루어지는 제1 발열체(2)와, 상기 제1 발열체(2)보다 낮은 온도의 냉각을 필요로 하는 회로 제어 보드, 밧데리, 그외의 전자 기기, 전기 기기 및 전기 변환기등으로 이루어지는 제2 발열체(3) 및 상기 두 발열체(2)(3)를 냉각하기 위한 냉각기(4)(일점 쇄선으로 도시한 부분)가 제공된다. 상기 두 발열체(2)(3)(전기 기기)는 단독으로(독립적으로) 작동하지 않고, 서로 연동되어 동작한다.

여기에서, 상기 냉각기(4)는 제1 발열체(2)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열에 의하여 흡착제를 가열함으로써 동작하는 흡착식 냉각기(4)(제1 냉각 수단)이다. 상기 흡착식 냉각기(냉각 장치(4))는 이하에서 자세히 설명한다.

상기 냉각기(4)에서 사용된 흡착제는 냉매(본 실시예에서는 물)를 흡수하고, 가열될 경우 흡수된 냉매를 분리한다. 본 실시예에 있어, 실리카 겔(silica gel) 또는 지오라이트(zeolite) 또는 이외의 고체 흡착체를 사용한다.

참조 부호 5 는 그 내부가 실질적으로 진공 상태이고, 냉매가 밀봉된 흡착기이다. 상기 흡착기(5)는 흡착제와 열 매체(본 실시예에서는, 에틸렌 글리콜(ethlene glycol)계의 부동액이 혼입된 물)간의 열 교환을 위한 제1 열 교환기(6)(흡착 코어)와, 상기 열 매체와 흡착기(5)내에 밀봉된 냉매 간의 열 교환을 위한 제2 열 교환기(7)(증발/응축 코어))를 수용한다.

본 실시예에 있어, 복수개(두 개)의 흡착기(5a)(5b)를 사용한다. 도면에서 우측에 있는 흡착기(5a)(이하, "제1 흡착기(5a)"라 칭함)와 도면에서 좌측에 있는 흡착기(5b)(이하, "제1 흡착기(5a)"라 칭함)는 동일 구성이며, 두 흡착기를 일반적으로 인용할 때는 "흡착기(5)"로서 표현한다. 또한, 열 교환기(6)(7)의 접미사 a 는 제1 흡착기(5a) 내의 열교환기를 나타낸 것이고, 접미사 b 는 제2 흡착기(5b) 내의 열교환기를 나타낸 것이다.

참조 부호 8 은 기지국(1)의 건물 외에 배치된 실외 열 교환기(이하, "실외기"라 칭함)이고, 열 매체와 외부 공기(방출된 위치) 사이에서 열 교환을 수행한다. 상기 실외기(8)는 제1 및 제2 방열기(8a)(8b) 및 냉각 공기를 송풍하기 위한 팬(8c)으로 이루어진다. 상기 제1 방열기(8a)는 제2 방열기(8b)보다도 냉각 공기 흐름의 상류측에 제공된다.

참조 부호 2a 는 제1 발열체(2)에서 발생된 열을 모으고, 열과 열 매체 사이의 열 교환을 수행하는 제1 집열기이고, 참조 부호 3a 는 제2 발열체(3)에서 발생된 열을 모으고, 열과 열 매체 사이의 열 교환을 수행하는 제2 집열기이다. 또한, 참조 부호 9a 내지 9e 는 열 매체 흐름을 절환하기 위한 회전식 밸브(이하 "밸브"라 칭함)이고, 참조 부호 10a 내지 10c 는 열 매체를 순환시키기 위한 펌프이다.

다음으로, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 동작을 설명한다.

1. 냉각기(4)의 기본 동작 모드

(흡착식 냉각기)

이 모드는, 이하에서 설명하는 제1 및 제2 기본 동작 모드를 소정 시간마다절환시킨 것이다. "소정 시간"은 흡착제에 흡수된 냉매의 분리가 요구되는 시간을 기초로 하여 적절히 설정된 시간이다.

본 실시예에 있어, 제1 발열체(2)는 150℃ 이상이 되지 않도록 냉각(흡열)되고, 제2 발열체(3)는 외부 공기의 온도(50℃ ∼ 60℃) 이상이 되지 않도록 냉각된다. 또한, 냉각기(4)(흡착식 냉각 장치)는 70℃ 내지 100에서 소정의 냉각 능력을 갖도록 제원(dimension)이 결정된다.

또한, 이하의 동작 설명에서 분명히 알 수 있도록 냉각기(4)의 동작을 안정적으로 동작시키기 위하여 제2 발열체(3)의 발열량이 항상 제1 발열체(2)의 발열량 이상이 되지 않도록 하는 것이 필요하다.

1. 1. 제1 기본 동작 모드

도 2 에 도시한 바와 같이, 이 모드에서는, 제2 집열기(3a)와 제2 흡착기(5b)의 제2 열 교환기(7b) 사이에서 열 매체를 순환시키고, 제2 흡착기(5b)내의 냉매를 증발시키며, 제2 집열기(3a)로 냉각된 열 매체를 공급함으로써, 제2 발열체(3)는 냉각되고, 제2 흡착기(5b)에서 증발된 기상 냉매(스팀)는 제2 흡착기(5b)내의 흡착제에 의해 흡착된다.

이 때, 흡착제는 응축열에 대응하는 양의 열을 발생한다. 흡착제의 온도가 상승할 경우, 그 흡착 능력이 떨어지게 되어, 흡착제는 실외기(8)에 의해 냉각된 열 매체를 제2 흡착기(5b)의 제1 열 교환기(6b)로 공급함으로써 냉각된다.

한편, 제1 흡착기(5a)의 제1 열 교환기(6a)는, 제1 집열기(2a)에서 열 매체에 흡수된 열을, 열 매체를 통해 제1 흡착기(5a)의 흡착제로 공급하여 흡착제를 가열하고, 흡착제에 흡착된 냉매를 분리시키며, 제1 흡착기(5a)의 제2 열 교환기(7a)로 실외기(8)에서 냉각된 열 매체를 공급하고, 분리된 기상냉매(스팀)를 제2 열 교환기(7a)에 의해 냉각해서 응축시킨다.

이하, 냉매를 증발시켜 냉각 능력을 갖도록 하면서 증발된 기상 냉매를 흡착제에 의해 흡착시키는 상태에서의 흡착기(5)를 "흡착 과정에서의 흡착기(5)"로 나타내며, 흡착제를 가열해서 흡착된 냉매를 분리하면서 분리된 냉매를 냉각 응축시키는 상태에서의 흡착기(5)를 "분리 과정에서의 흡착기(5)"로 나타낸다.

1. 2. 제2 기본 동작 모드

이 모드에서는, 제1 기본 동작 모드와는 반대로, 흡착 과정을 위하여 제1 흡착기(5a)를 사용하고, 분리 과정을 위하여 제2 흡착기(5b)를 사용한다.

구체적으로, 도 3 에 도시한 바와 같이, 제2 집열기(3a)와 제1 흡착기(5a)의 제2 열 교환기(7a) 사이의 열 매체를 순환시킴으로써 제1 흡착기(7a) 내의 냉매는 증발된다. 상기 냉각된 열 매체를 제2 집열기(3a)로 공급함으로써 제2 발열체(3)는 냉각된다. 상기 제1 흡착기(5a)에서 증발된 기상 냉매(스팀)는 제1 흡착기(5a)에서 흡착제에 의하여 흡착된다.

이 때, 상기 실외기(8)에서 냉각된 열 매체는 흡착제를 냉각하기 위하여 제1 흡착기(5a)의 제1 열 교환기(6a)로 공급된다.

한편, 제2 흡착기(5a)의 제2 열 교환기(6b)는, 흡착제를 가열하기 위하여 제1 집열기(2a)의 열 매체에서 흡수된 열을 열 매체를 통해 제2 흡착기(5b)로 공급하고, 흡착제에서 흡수된 냉매를 분리시킨다. 상기 실외기(8)에서 냉각된 열 매체는 제2 흡착기(5b)의 제2 열교환기(7b)로 공급되고, 분리된 기상 냉매(스팀)는 제2 열교환기(7b)에 의해 냉각되고 응축된다.

2. 과열 동작 모드

이 동작 모드는 제1 발열체(2)의 발열량이 냉각기(4)(흡착제)에 의해 흡수될 수 있는 소정 열량(예를 들면, 냉각기(4)의 최대 냉각 능력을 냉각기(4)의 최대성능계수(COP)로 나눈 값)을 초과할 경우에 이용된다.

구체적으로, 제1 기본 동작 모드와 제2 기본 동작 모드를 절환할 때, 제1 열 교환기(6)의 열 매체 출구측을 절환하기 위한 밸브(9b)는 제1 열교환기(6)의 열 매체 입구측을 절환하기 위한 밸브(9a)보다도 앞서 절환동작 시킨 후, 소정 시간이 경과한 후에 상기 밸브(9a)를 동작시킨다.

이에 따라, 도 4 및 도 5 에 도시한 바와 같이, 제1 집열기(2a)내의 열 매체에서 흡수된 열은 실외기(8)로부터 냉각기(4)내의 흡착제로 공급되지 않고 외부로 방출된다.

과열 동작 모드가 실해되는 시간은, 제1 발열체(2)의 발열량, 냉각기(4)의 흡착제에 의하여 흡수될 수 있는 열량 및 외부 온도등에 의거해서 적절히 설정된다.

도 4 는 제1 기본 동작 모드에서 제2 기본 동작 모드로 이동할 때 실행되는 과열 동작 모드를 나타내고, 도 5 는 제2 기본 동작 모드에서 제1 기본 동작모드로 이동할 때에 실행되는 과열 동작 모드를 나타낸다.

3. 열이 불충분할 경우의 동작 모드

이 모드는 제1 발열체(2)의 발열량이, 냉각기(4)를 동작시키기 위하여 필요로 되는 소정 열량(예를 들면, 냉각기(4)의 최소 냉각 능력을 냉각기(4)의 최소 성능계수(COP)로 나눈 값)보다 떨어질 경우에 이용된다.

구체적으로, 제1 기본 동작 모드와 제2 기본 동작 모드를 절환 할 때, 제1 열교환기(6)의 열 매체 입구측을 절환하는 밸브(9a)를, 제1 열교환기(6)의 열 매체 출구측을 절환하는 밸브(9b)보다도 앞서 절환동작 시킨 후, 소정 시간이 경과한 후에 밸브(9b)을 동작시킨다.

이에 따라, 도 6 및 도 7 에 도시한 바와 같이, 흡착제를 가열하기 위하여 제1 열교환기(6)로 공급된 열 매체가 실외기(8)로 흐르지 않고 제1 집열기(2a)로 복귀되어, 제1 발열체(2)에서 발생된 열을 손실없이 냉각 장치(4)로 공급할 수 있다.

열이 불충분한 경우의 동작 모드가 실행되는 동안은 과열 동작 모드가 실행되는 경우와 동일 방식으로 실행되고, 제1 발열체(2)의 발열량, 냉각기(4)의 흡착제에 의해 흡수가능한 열량 및 외부 온도등에 의하여 적절하게 설정된다.

도 6 은 제1 기본 동작 모드에서 제2 기본 동작 모드로 이동할 경우 이용되는 열이 불충분할 때의 동작 모드를 도시한 것이고, 도 7 은 제2 기본 동작 모드에서 제1 기본 동작 모드로 이동할 경우 이용되는 열이 불충분할 때의 동작 모드를 도시한 것이다.

4. 직접 냉각 모드

이 모드는, 동절기등에 있어 외부 온도가 충분히 저하되고, 외부 온도가 제2발열체(3)의 냉각 온도(제2 발열체(3)의 허용 내열온도)보다 낮을 경우, 또는 냉각기(4)가 고장났을 경우에 이용된다. 이 경우, 도 8 에 도시한 바와 같이, 펌프(10a)(10b)는 정지되고, 제1 발열체(2)(제1 집열기(2a))에 제1 방열기(8a)만에 의해 냉각된 열 매체가 공급되며, 제2 발열체(3)(제2 집열기(3a))에 제1 방열기(8a) 및 제2 방열기(8b)에 의해 냉각된 열 매체가 공급된다.

외부 온도는, 도시되어 있지 않은 외부온도 센서(외부온도 검출수단)에 의하여 검출된다. 본 실시예에 있어, 이 모드는 검출값이 15℃이하로 될 경우에 이용된다.

또한, 냉각기(4)가 고장났는지의 여부에 관한 판단에 대해서는, 흡착기(5) 내의 압력이 소정치(본 실시예에서는 70 kPa)이상으로 될 경우, 흡착 과정에서 흡착기(5)의 제2 열 교환기(7)로부터 유출되는 열 매체의 온도가 소정값(본 실시예에서는 20℃)이상이 될 경우, 흡착 과정에서 흡착기(5)의 제2 열교환기(7)로부터 유출된 열 매체의 온도가 제2 열 교환기(7)의 입구측의 열 매체의 온도와 동일하게 될 경우, 및 흡착기(5)의 제1 열교환기(6)로 유입되는 열 매체 온도와 제1 열교환기(6)로부터 유출되는 열 매체 온도가 동일하게 될 경우들중, 어느 하나의 경우에서 냉각기(4)가 고장난 것으로 간주된다.

다음으로, 본 실시예의 특징으로 설명한다.

본 실시예에 따른 냉각 시스템은, 제1 발열체(2)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 열에 의해 동작되는 흡착식 냉동기(4)에 의해 제2 발열체(3)을 냉각하여, 전력을 절약(에너지를 절약)할 수 있고, 연속적인 동작에 적합하다.

또한, 복잡한 제어가 불필요하게 되어 기지국을 관리하는 관리인이 부재중에서도 연속적인 동작이 가능하다.

또한, 제1 발열체(2)의 발열량이 소정 열량을 초과할 경우, 제1 집열기(2a)에 의해 열 매체에 흡착된 열은 냉각기(4)의 흡착제로 공급되지 않고, 실외기(8)에 의해 외부 공기(방열 위치)로 방열되고, 이에 따라 냉각기(4)의 성능계수(COP)가 저하되도록 상기 냉각기(4)는 제어된다. 한편, 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량의 열량보다 떨어질 경우, 흡착제를 더욱 가열하기 위하여 제1 열교환기(6)로 공급된 열 매체가, 실외기(8)로 흐르지 않고, 제1 집열기(2a)로 복귀되도록 하여, 냉각기(4)의 성능계수(COP)가 향상되도록 냉각기(4)를 제어하여, 제1 발열체(2)의 발열량이 변동되더라도 유연하게 대처할 수 있다.

상기 제1 발열체(2)에서 발생된 상기 언급된 "성능 계수"는, 제1 집열기의 열량(Q1)대한 냉각기(4)에 의해 발생된 냉각 능력(Q2)의 비(Q2/Q1)이며, 실제로 냉각기(4)에서 소비된(흡열된) 열량(Q0)과 냉각기(4)에서 발생된 냉각 능력(Q2)의 비(Q2/Q0)가 아니다.

또한, 외부 공기 온도가 동절기등과 같이 충분히 낮아진 때에는, 상기 냉각기(4)는 동작되지 않고, 두 발열체(2)(3)의 열이 외부 공기측으로 방출되어, 두 발열체(2)(3)를 냉각하기 위하여 소비된 에너지(펌프(10a)(10b)를 동작시키기 위하여 필요로 되는 에너지)를 감소시킬 수 있다.

그러나, 제1 열 교환기(6)(흡착 코어)의 열 매체 입구측을 절환시키기 위한 밸브(9a) 및 제1 열 교환기(6)(흡착 코어)의 열 매체 출구측을 절환시키기 위한 밸브(9b)를 동시에 절환되도록 동작시킬 경우, 제1 열 교환기(6)(흡착 코어)의 열 용량의 영향으로 인하여, 분리 과정으로부터 흡착 과정으로 절환된 직후에, 상기 냉각기(4)의 흡착제는 기상 냉매를 흡착할 수 없고, 실질적으로 냉각 능력이 저하될 우려가 있다.

따라서, 본 실시예에서, 흡착제(5)를 분리 과정으로부터 흡착 과정으로 절환할 경우, 열 매체의 흐름을 절환하기 위한 밸브(9a)(9b)를 동시에 동작시킬 경우라도, 제1 발열체(2)에서 소정의 기준 발열량에 의하여 소정 기준 냉각 능력이 발생되도록 냉각기(4)의 사양이 결정된다.

본 실시예에서, 직접 냉각 모드에서 열 매체가 펌프(10a)(10b)를 통해 역류하여, 상기 펌프(10a)(10b)에서의 압력 손실은 증가되며, 펌프(10a)(10b)의 부하가 증가될 우려가 있다. 따라서, 직접 냉각 모드 시간에서, 상기 펌프(10a)(10b)를 우회해서 열 매체를 순환시키기 위한 바이패스 회로를 제공할 수 있다.

(제2 실시예)

본 실시예는, 도 9 에 도시한 바와 같이, 냉각기(4)(이하, "제1 냉각기(4)"로 칭함)를 추가해서, 제1 발열 방열체(2)로부터 열을 흡수한 열 매체가 순환하는 회로에 제2 냉각기(제2 냉각 수단)(11)를 제공한다.

본 실시예에서, 제2 냉각기(11)로서 증기 압력식 냉각기가 사용된다. 도 9 에서, 11a 는 외부 공기와 제2 냉각기(11)를 순환하는 냉매 사이의 열을 교환하는 실외기이고, 11b 는 제1 발열체(2)로부터 열을 흡수한 열 매체와 제2 냉각기(11)를 순환하는 냉매 사이의 열을 교환하는 실내기이며, 11c 는 열 매체가 흐르는 통로를절환하기 위한 밸브이다.

또한, 제1 발열체(2)의 발열량이 과도하게 크게 될 경우(예를 들면, 냉각기(4)의 최소 성능 계수를 곱한 제1 발열체의 발열량이 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 요구되는 냉각 능력 이상일 경우), 상기 밸브(11c)는 실선으로 나타낸 상태로 배치되고, 열 매체는 제2 냉각기(11)에서 발생된 냉각 능력에 의해 냉각된다.

한편, 제1 발열체(2)의 발열량이 과도하게 작을 경우(예를 들면, 냉각기(4)의 최소 성능 계수를 곱한 제1 발열체(2)의 발열량이 제2 발열체(3)를 냉각하기 위한 냉각 능력 이하로 떨어질 경우), 상기 밸브(11c)는 점선으로 나타낸 상태로 배치되고, 제2 냉각기(10)는 히트 펌프(heat pump)로서 동작된다. 이에 따라, 외부 공기로부터 흡수된 열량과 압축기의 동작 작용에 해당하는 열량은 열 매체로 주어질 보조 열원의 열량으로 간주되고, 제1 냉각기(4)를 동작하기 위하여 요구되는 열량을 보충한다.

따라서, 제1 발열체(2)의 발열량만에 의존하지 않고, 제1 냉각기(4)를 동작시켜 발열체(2)(3)를 안정적으로 냉각시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 냉각기(11)로서 증기 압축식 냉각기를 이용하는 것을 예를 들었으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 제2 냉각기(11)로서 기체 냉각기, 열전 냉각기, 열 사이펀(syphon)등의 냉각기를 이용할 수 있다. 또한, 방열기와 같은 단수한 열 교환기를 이용하고, 냉매를 상(phase) 변화없이 순환시킴으로써 제2 냉각기(냉각 수단)을 구성할 수 있다.

(제3 실시예)

본 실시예는, 도 10 에 도시한 바와 같이, 제1 발열체(2)로부터 열을 흡수한 열 매체가 순환하는 회로에서 상기 열 매체를 더욱 가열하기 위한 보조 열원(12)(본 실시예에서는 전기 히터)를 제공한다.

또한, 제1 발열체(2)의 발열량이 과소할 경우(예를 들면, 냉각기(4)의 성능 계수를 곱한제1 발열체의 발열량이 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 요구되는 냉각 성능 이하로 떨어질 경우)상기 보조 열원(12)은 제1 발열체(2)를 동작시키기 위하여 요구되는 열량을 보충하기 위하여 열 매체를 더 가열한다.

본 실시예에서, 보조 열원(12)으로서 전기 히터가 사용되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 연소식 히터, 폐열(waste heat)을 발생하는 내연기관 또는 그외 기관의 냉각 시스템, 폐열을 발생하는 타입의 시스템을 이용할 경우의 제1 냉각기(4), 축열기 또는 태양열 집열기등을 이용할 수 있다.

(제4 실시예)

본 발명은, 도 11 에 도시한 바와 같이, 제2 발열체(2)로부터 열을 흡수한 열 매체가 흐르는 회로 내에 제2 냉각기(11)를 제공한다.

또한, 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 필요로 되는 냉각 능력이 부족할 경우(예를 들면, 제1 냉각기(4)의 성능 계수를 곱한 제1 발열체의 발열량이 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 요구되는 냉각 능력 이하로 떨어질 경우), (제2 발열체(3)로 공급되는) 열 매체는 제2 냉각기(11)에 의하여 냉각된다.

이 때, 제2 냉각기(11)는 제2 발열체(2)로부터 열을 흡수하지 않고 독립적인냉각 능력을 갖기 때문에, 제2 발열체(2)를 확실하게 냉각할 수 있다.

(제5 실시예)

제1 실시예에서는, 흡착식 냉각기(4)를 동작시키기 위하여 제1 발열체(2)만으로부터 열을 흡수하나, 본 실시예에서는, 흡착식 냉각기(4)를 동작시키기 위하여 도 12 에 도시한 바와 같이, 제1 발열체(2)로부터 뿐만 아니라, 제2 발열체(3)로부터도 열을 흡수한다는 점에서 특징이 있다.

참조 부호 13 은 제2 발열체(3)(제2 집열기(3a))에 의해 가열된 열 매체로부터 열을 흡수하고, 제1 발열체(2)(제1 집열기(2a))를 통해 순환하는 열 매체를 가열하는 열 교환기이다.

이에 따라, 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 필요로 되는 냉각 능력이 불충분한 경우(예를 들면, 제1 냉각기(4)의 성능 계수를 곱한 제1 발열체의 발열량이 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 필요로 되는 냉각 능력보다 낮게 떨어질 경우)나, 제1 발열체(2)의 발열량이 과도하게 작을 경우(예를 들면, 냉각기(4)의 최소 성능계수를 곱한 제1 발열체(2)의 발열량이 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 필요로 되는 냉각 능력보다 낮게 떨어질 경우), 두 발열체(2)(3)를 확실하게 냉각할 수 있다.

(제6 실시예)

본 실시예는, 도 13 에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에에 따른 냉각 시스템(도 9 참조)에서 밸브(11c)가 없는 냉각 시스템에 대응한다. 도 13에서, 제2 냉각기(11)(실내기(11b))로의 열 매체의 입구측 및 열 매체 출구측이 펌프(10a)의흡입측에 연결되어 있으나, 이들을 펌프(10a)의 토출측에 연결할 수도 있다.

이에 따라, 제2 실시예에서와 같은 동일 방식으로, 제1 발열체(2)의 발열량만으로 의존하지 않고, 발열체(2)(3)를 안정적으로 냉각시킬 수 있다.

(제7 실시예)

상기한 제4 실시예(도 11 참조)에서는, 제2 냉각기(11)가 펌프(10b)의 토출측에 제공되나, 본 실시예에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 제2 냉각기(11)가 펌프(10b)의 흡입측에 제공된다.

이에 따라, 제4 실시예와 같은 동일 방식으로, 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 필요로 되는 냉각 능력이 부족할 경우(예를 들면, 제1 냉각기(4)의 성능 계수를 곱한 제1 발열체(2)의 발열량이 제2 발열체(3)를 냉각하기 위하여 필요로 되는 냉각 능력 이하로 떨어질 경우), 상기 제2 발열체(3)는 냉각될 수 있다.

(제8 실시예)

상기한 실시예에서, 열 매체의 유로를 절환하기 위한 밸브로서 회전식 밸브가 이용되었지만, 본 실시예에서는, 도 15 에 도시한 바와 같이, 회전식 밸브와 유사한 기능을 갖는 밸브(9a)(9b)를 구성하도록 복수개의 2방향 밸브(절환 밸브)를 이용한다.

(제9 실시예)

본 실시예에서는, 동절기와 같이 외부 공기 온도가 충분히 낮고, 외부 공기 온도가 제2 발열체(3)의 냉각 온도(제2 발열체(3)의 허용 내열 온도)보다도 낮을 경우나, 냉각기(3)가 고장났을 경우(직접 냉각 모드)에, 도 16 에 도시한 바와 같이, 제1 발열체(2) 및 제2 발열체(3) 중 어느 하나의 열(이 예에서는 제1 발열체(2)의 열)을 제1 냉각기(4)를 통하지 않고, 실외기(8)로부터 직접적으로 토출되도록 설계된다.

본 실시예에서는, 당연하게 제1 발열체(2) 및 제2 발열체(2) 두 방사체의 열을 제1 냉각기(4)를 통하지 않고 방출 위치(외부 공기로)로 직접적으로 토출할 수 있다.

(제10 실시예)

도 17 은 본 발명에 따른 냉각 시스템의 개략도이다. 본 실시예는, 제1 집열기(2a)에서 가열된 열 매체를 밸브(9a 내지 9e)을 바이패스해서 직접적으로 실외기(8)로 유도하는 바이패스 회로(16), 상기 바이패스 회로(16)로 열 매체를 순환시키는 경우와 순환시키지 않는 경우로의 절환을 제어하는 3방향 밸브(이하, "밸브"로 칭함), 열 매체를 보충하기 위한 예비 탱크(15) 및 비상 펌프(10d)가 제공되는 점에서 제1 실시예(도 1)와 다르다.

상기 펌프(10d)는 정전시에도 동작될 수 있도록 비상 전원으로부터 전력 공급을 받을 수 있도록 설정되어 있는 점에서 펌프(10a 내지 10c)와 다르다.

다음으로, 본 실시예의 특징적인 동작 및 효과를 설명한다.

어떤 또는 다른 이유로 인하여, 밸브(9a 내지 9e)의 동작 불량이 발생할 경우, 상기 밸브(14a 내지 14d)는 제1 집열기(2a)에서 가열된 열 매체를 바이패스 회로(16)를 통하여 실외기(8)로 직접적으로 유도하고, 제1 발열체(2)를 냉각시키도록 동작된다.

이에 따라, 밸브(9a 내지 9e)가 동작 불량이 발생하더라도, 제2 발열체(2)를 냉각할 수 있어, 냉각 시스템의 신뢰성은 향상될 수 있다.

또한, 열 매체를 공급하기 위한 예비 탱크(15)가 제공되기 때문에, 열 매체 배관의 어느 부위에서 열 매체의 누수가 발생되더라도, 상기 예비 탱크(15)로부터 열 매체가 공급되기 때문에, 냉각 시스템이 조기에 정지해 버리는 것을 방지할 수 있고, 냉각 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예는 이에 한정되지 않고, 냉각 시스템내의 기기에 작동 불량이 발생할 경우에, 전화 회선과 같은 통신 수단에 의하여 냉각 시스템을 관리하는 관리회사등에 작동 불량 발생을 자동적으로 전달시킬 수 있도록 시스템을 구성할 수 있다. 따라서, 작동 불량이 발생한 경우, 수리 담당자가 그 작동 불량이 발생한 냉각 시스템을 수리할 수 있다.

도 17 에서, 실외기(8)는 제1 및 제2 방열기(8a)(8b)에 의해 구성됩니다만, 도 18 에 도시한 바와 같이, 단일 방열기(8a)에 의하여 실외기(9)를 구성할 수 있다.

(제11 실시예)

본 실시예는 실외기(8)에 작동불량이 발생할 경우에 대한 과정을 안출한 것이다. 구체적으로, 제10 실시예(도17)와 달리, 도 19 에 도시한 바와 같이, 비상 방열기(8d) 및 상기 방열기(8d)로 냉각 공기를 송풍하기 위한 팬(8e) 및 실외기(8)을 바이패스하여 상기 방열기(8d)로 열 매체를 순환시키기 위한 밸브(14e)가 추가된다.

이에 따라, 실외기(8)에 의하여 방열될 수 없더라도, 방열기(8d)에 의하여 방열할 수 있어, 냉각 시스템의 신뢰성이 보다 향상될 수 있다. 물론 본 실시예서는 제10 실시예에서 개시된 모든 기능을 포함한다.

본 실시예에서, 제10 실시예의 변형(도 18)과 같이, 단일 방열기(8a)에 의해 실외기(8)를 구성할 수 있다.

(제12 실시예)

본 실시예는, 제1 및 제2 흡착기(5a)(5b)의 어느 한쪽에서 동작 불량이 발생하더라도, 정상적으로 동작하는 다른 흡착기(5)에 의하여 냉각기(4)를 작동할 수 있도록 하는 것 이외에 상기한 실시예와 유사하다.

이에 따라, 냉각기(4)가 연속적으로 동작할 수 없을 경우(단속 동작을 하는 경우), 냉각기(4)가 오나전하게 정지해 버리는 것을 방지할 수 있어, 냉각 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 도 20 에 도시한 바와 같이, 밸브(14f)(14g) 및 펌프(10e)는, 냉각기(4)가 고장났을 경우, 제1 발열체(2)의 열(제1 집열기(2a)의 의해 모아진 열) 및 제2 발열체(3)의 열(제2 집열기(3a)에 의해 모아진 열)의 각각을 제1 및 제2 방열기(8a)(8b)에 의해 방열될 수 있도록 제공된다.

또한, 본 실시예는 제10 및 제11 실시예에서 개시된 구성을 모두 포함하여, 냉각기(4)를 단속 동작시킬 경우(냉각기(4)가 분리 과정이다)라도, 바이패스 회로(16)에 의해 제2 발열체(2)의 열을 직접적으로 실외기(8)(제1 및 제2 방열기(8a)(8b)중의 하나)로부터 방출할 수 있다. 따라서, 상기 냉각기(4)가 단속동작을 하더라도, 냉각 능력이 크게 저하되는 것을 방지한다.

또한, 냉각기(4)가 흡착 과정일 경우, 흡착시에 흡착제로부터 발생된 응축열에 대응하는 열(흡착열) 및 제2 발열체(3)의 열을 실외기(8)(제1 및 제2 방열기(8a)(8b))에 의하여 방출할 수 있다.

(제13 실시예)

본 실시예는 도 21에 도시한 바와 같이, 냉각기(4)로부터 별도의 제3 냉각기(제3 냉각 수단)(17)가 추가되는 것 이외에, 제10 내지 제12 실시예와 유사하다.

제3 냉각기(17)는 기지국(1)내에 배치되고 기지국(1)내의 공기와 열교환을 행하는 실내기(17a)와, 기지국(1)외에 배치되고 실외기(17a)에 의하여 회수된 열을 기지국(1) 외부로 방출하는 실외기(17b)로 이루어지며, 어떠한 형태로도 이루어질 수 있다. 일예로, 증기 압축식 냉각기, 가스 냉각기, 열전냉각기, 열 사이펀 냉각기 및 수냉장치등을 이용할 수 있다.

이에 따라, 제1 및 제2 발열체(2)(3)의 방열량이 변동되더라도 제1 및 제2 방사체(2)(3)을 안정적으로 냉각할 수 있다. 따라서, 제11 실시예에 관련해서 설명한 바와 같이, 냉각기(4)의 냉각 능력이 저하되더라도, 제1 및 제2 발열체(2)(3)를 안정적으로 냉각할 수 있다.

도 21은 제10 내지 제12 실시예에 대한 본 실시예를 적용한 예이지만, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 제1 내지 제8 실시예에 대해서도 적용할 수 있다.

(제14 실시예)

본 실시예는, 도 22 에 도시한 바와 같이, 실내기(17a)가 제1 발열체(2)의 폐열 토출 바로 뒤에 배치되는 것을 제외하고는 제13 실시예와 유사하다.

이에 따라, 온도가 높은 폐열에 의하여 기지국(1)내가 가열되기 전에, 그 폐열을 기지국(1) 외부로 빠르게 배출할 수 있어, 냉각기(4)와 냉각 시스템이 효율적이고 안정적으로 동작될 수 있다.

(제15 실시예)

본 실시예는 도 21에 도시된 제13 실시예의 변형예로서, 도 23 에 도시한 바와 같이, 실외기(17a)를 발열량 및 발열량 변동량이 큰 위치(본 실시예에서는 제2 발열체(3))에 배치된다.

이에 따라, 발열량 및 발열량 변동량이 큰 위치를 제3 냉각 수단(17)에 의하여 냉각시키고, 냉각기(4)를 미소 발열 부분(본 실시예에서는 제1 발열체(2))으로 적용시킬 수 있어, 비교적 냉각 능력이 작은 냉각기(4)를 안정적으로 동작시킬 수 있고, 냉각 시스템를 효과적으로 동작시킬 수 있다.

(제16 실시예)

본 실시예는 도 24 에 도시한 바와 같이, 예비 탱크(15)를 기지국(1) 위에 배치할 수 있어, 상기 예비 탱크(15)를 상기 기지국(1)으로 내리쬐는 햇빛을 차단하기 위한 햇빛 차단 수단으로서의 기능을 하게 하고, 냉각기(1)등의 냉각 부하를 감소시킨다.

(다른 실시예들)

또한, 상기한 각 실시예에서, 본 발명은 휴대전화의 기지국을 예로 들어서설명하지만, 본 발명의 냉각 시스템에 의하여 포함되는 발열체는 이에 한정되지 않는다. 상기 시스템은 빌딩,지하실, 공장, 창고, 주택, 차량등의 공간내에 설치된 복수 종류의 발열체(예를 들면, 가스 터빈 엔진, 가스 엔진, 디젤 엔진, 가솔린 엔진, 연료 전지, 전자기기, 전기기기, 전기변환기, 배터리, 동물(인간을 포함)의 환경 공간등)의 냉각에 적용할 수 있다.

또한, 냉각되어질 공간은 밀폐된 공간으로 한정되지 않고, 개방 공간이 될 수 도 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템의 방열 위치(실외기 또는 그외 냉각기(4)(11)(17)등의 방열기로부터 열을 받는 위치)는 외부 공기(대기)로 한정되지 않고, 강물이나,지하수, 토지, 해수, 우주공간등이 될 수도 있다.

또한, 냉매는 물로 한정되지 않고, 알콜 또는 그외의 것이 될 수 있다.

또한, 상기한 실시예들에서, 흡착제(흡착 매체)로서 고체 흡착제가 이용되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 리튬 브롬화물(lithium bormide) 또는 암모니아 또는 그외의 흡착액을 함침시킨 벌집모양(honeycomb) 구조 흡착제를 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 시스템은, 상기 각 실시예에서 도시한 냉각 시스템으로부터 배출된 열을 이용할 수 있도록, 예를 들면, 목욕용의 물을 가열하기 위한 가열기, 실내로 송풍되는 공기 조화기의 공기를 가열하기 위한 가열기, 눈등을 녹이기 위한 가열기등을 구비하는 열 관리 시스템에 적용할 수 있다.

Claims

밀폐된 공간(1)에 있는 제1 발열체(2)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 그 열에 의하여 동작하는 제1 냉각 수단(4)에 의하여 상기 밀폐된 공간(1)에 있는 제2 발열체(3)를 냉각하는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항에 있어서,

상기 밀폐된 공간(1)은 휴대전화 기지국내의 공간인 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 및 제2 발열체(2, 3)는 상기 휴대 전화 기지국 내에 설치되는 전기 기기인 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 냉각 수단(4)은, 증발된 기상냉매를 흡착하고, 가열될 때 상기 흡착된 냉매를 분리시키는 흡착제를 갖는 흡착식 냉각기인 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발열체(2) 또는 제2 발열체(3)를 추가적으로 냉각하기 위한 제2 냉각 수단(11)을 갖는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 냉각 수단(4)으로 열을 공급하기 위한 보조 열원(12)을 갖는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량 이상일 경우, 상기 제1 냉각 수단(4)의 성능 계수는 그 제1 냉각 수단을 동작시키기 위하여 저하되고,

상기 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량 이하로 떨어질 경우, 상기 제1 냉각 수단(4)의 성능 계수는 그 제1 냉각 수단(4)을 동작시키기 위하여 향상되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발열체(2)의 발열량이 소정량 이상일 경우, 상기 제1 발열체(2)의 열의 일부를 상기 제1 냉각 수단(4) 이외로 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 냉각 수단(4)이 방열하는 위치의 온도가 소정 온도 이하로 떨어지거나, 상기 제1 냉각 수단(4)이 고장 났을 경우, 상기 제1 냉각 수단(4)을 통하지 않고, 적어도 상기 제1 발열체(2)의 열을 방출 위치로 직접적으로 방출하는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발열체(2)의 발열 온도가 상기 제2 발열체(2)의 발열 온도보다 높고, 상기 제1 냉각 수단(4)이 방열하는 위치의 온도가 소정 온도보다 낮거나 제1 냉각 수단(4)이 고장 났을 경우, 상기 제1 냉각 수단(4)을 통하지 않고, 상기 제1 발열체(2)의 열을 제2 발열체(3)의 열의 방출 위치보다 높은 온도의 방출 위치로 직접적으로 방출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제10항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 냉각 수단(4)이 방열하는 위치의 온도가 소정 온도보다 낮거나, 제1 냉각 수단(4)이 고정났을 경우, 적어도 상기 제1 발열체(2) 및 제2 발열체(3)의 열은 상기 제1 냉각 수단(4)을 통하지 않고 직접적으로 방열 위치로 방출되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제4항 내지 제11중 어느 한 항에 있어서,

흡착제(5)를 수용하는 복수개의 흡착기(5) 및 열 매체 흐름을 절환시킴으로써 상기 흡착제의 흡착 과정과 분리 과정을 절환시키는 복수개의 밸브(9a 내지 9e)를 구비하며,

상기 제1 냉각 수단(4)은, 상기 복수개의 밸브(9a 내지 9e)를 동시에 동작시키고, 상기 흡착제(5)를 분리 과정에서 흡착 과정으로 절환시킬 경우라도, 상기 제1 발열체(2)에서의 발열량의 소정 기준 냉각 능력을 갖을 수 있도록 설정되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제4항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서,

흡착제를 수용하는 복수개의 흡착기(5) 및 열 매체의 흐름을 절환시킴으로써 상기 흡착기(5)의 흡착 과정과 분리 과정을 절환시키는 복수개의 밸브(9a 내지 9e)를 구비하고,

상기 밸브(9a 내지 9e)의 동작 불량이 발생할 경우, 상기 제1 발열체(2)로부터 열을 회수한 열 매체는 상기 밸브(9a 내지 9e)를 통하지 않고, 실회기(8)로 직접적으로 순환되고, 상기 실외기(8)는 상기 제1 발열체(2)의 열을 방출하도록 하는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제4항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서,

흡착제를 수용하는 복수개의 흡착기(5) 및 상기 열 매체(10a)를 순환시키는 펌프를 구비하고,

상기 펌프(10a)의 동작 불량이 발생할 경우에는, 비상 펌프(10d)를 동작시키는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
밀폐된 공간(1)에 있는 제1 발열체(2)로부터 열을 흡수하고, 흡수된 그 열에 의하여 동작하는 제1 냉각 수단(4)에 의해서 제2 발열체(3)를 냉각시키되,

상기 제1 냉각 수단(4)으로서, 증발된 기상 냉매를 흡착하고 가열될 때 흡착된 냉매를 분리하는 흡착제를 갖는 흡착식 냉각기를 사용하며,

상기 제1 냉각 수단(4)의 복수개의 흡착기(5)중 어느 하나의 동작 불량이 발생할 경우, 상기 복수개의 흡착기(5)중에서 동작 불량이 발생되지 않은 흡착기(5)에 의하여 상기 제1 냉각 수단(4)을 동작시키는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서,

열 매체를 보충하는 예비 탱크(15)을 갖는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제16항에 있어서,

상기 예비 탱크(15)는 상기 공간(1)의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서,

열을 회수하기 위한 실내기(17a)가 상기 공간(1) 내에 배치된 제3 냉각기(17)을 갖는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제18항에 있어서,

상기 실내기(17a)는 상기 제1 발열체(2)와 제2 발열체(3)중 적어도 하나의 폐열 배출구의 바로 뒤에 배치되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제18항에 있어서,

상기 실내기(17a)는 발열량이 큰 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제20항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 발열체(2)와 제2 발열체(3)는 서로 연동해서 동작하는 전기 기기인 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제21항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 발열체(3)의 발열량은 항상 사이 제1 발열체(2)의 발열량 이하인 것을 특징으로 하는

발열체의 냉각 시스템.
제1항 내지 제22항중 어느 한 항의 냉각 시스템이 제공된 열 관리 시스템은 상기 냉각 시스템으로부터 배출된 열을 이용하는 기기에 제공되는 것을 특징으로하는 열 관리 시스템.