KR20020074554A

KR20020074554A - 심야전기를 이용한 빙축열장치

Info

Publication number: KR20020074554A
Application number: KR1020010014361A
Authority: KR
Inventors: 윤명중; 허창기
Original assignee: 트윈에너지(주)
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2002-10-04

Abstract

본 발명은 심야전기를 이용한 빙축열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빙축조 내부에 칠러(이하, 증발기라 약칭함.)를 내장형으로 장착하여 열효율을 높이고, 증발기 자체의 구조를 개량하여 배관 설치작업을 용이 간편하게 이루도록 한 빙축열장치에 관한 것이다.

이를 달성하기 위한 본 발명의 특징적 구성은, 개시된 냉동사이클부(콤프레샤,응축기,케퓨라리 튜브, 증발기)로부터 발생된 냉열을 흡수하여 냉각되는 물과 조핵제를 밀봉 충진한 캡슐형태의 냉방용 축열재와 냉각되어진 축열재로부터 냉열을 재차 흡수하는 브라인(brine)이 함께 충진되어진 사각함체형태의 빙축조와,

빙축조 내부의 브라인을 순환시키는 브라인 순환펌프와, 빙축조 내부에 빙축되어진 간접 냉매인 브라인을 냉방하고자 하는 실내에 설치되어진 라디에이터로 순환시키기 위한 실내 순환펌프로 이루어진 통상의 빙축조장치에 있어서,

상기 냉동사이클부의 증발기를 빙축조 내부에 브래킷을 이용하여 내장형으로 설치하고, 증발기를 구성하는 증발관들을 사각틀체로 이루어진 측면판에 설치하여 증발기의 전체적 형상을 사각판형으로 구성토록 한 것이다.

Description

심야전기를 이용한 빙축열장치{Ice storage regenerator using midnight electricity}

최근에 들어 전기사용량이 적은 심야시간의 잉여 전력을 이용하여 냉열을 축열하였다가 전력소비가 많은 낮시간에 축열되어진 냉열을 순환 공급 냉방하는 빙축열장치가 개발 사용되고 있으며, 이와 같은 빙축열장치의 보급에 따라 전력수요가 급증하는 여름철 낮 시간대의 전력수요를 효율적으로 관리할 수 있는 것이다.

이하에서는, 전술한 빙축열장치의 일반적인 구성과 작용동작을 도 1을 토대로 살펴보기로 한다.

빙축열장치는 크게 나누어, 냉동사이클부(10)와, 빙축조(20), 브라인 순환펌프(30), 실내 순환펌프(40) 및 이들을 제어하는 콘솔로서 구성된다.

상기 냉동사이클부(10)는 콤프레샤(11)의 연속반복적인 펌핑력에 의해 냉매를 고온 고압으로 이루어 이를 방열기(12)라는 긴유로를 갖는 관을 지나면서 냉매를 식혀주고 식혀진 냉매는 협소한 유로를 갖는 케퓨라리 튜브(팽창변)(13)를 지나면서 냉매의 흐름을 가속화하여 증발기(14)내로 보내주면 냉매가 넓은 유로로 된 증발기내에서 그 압력이 떨어지면서 기화되고 기화된 냉매는 외부의 유체(외부공기)가 포함하고 있는 열을 흡수하는 일련의 열교환 사이클을 수행하는 것이다.

여기에서 외장형 증발기(14)는 외기의 유체와 접촉하면서 발생되는 열손실 문제와 이슬맺힘현상을 방지하기 위하여 외부를 단열재(도시는 생략함.)로 보호토록 하고 있다.

상기 빙축조(20)는 사각함체로서, 물과 조핵제를 밀봉 충진한 캡슐형태의 냉방용 축열재(21)와 브라인(brine)(22)을 함께 충진하고, 외부를 단열하여 보온토록 한다.

그리고 빙축조 내부의 브라인이 냉동사이클부의 증발기를 순환하면서 냉열을흡수할 수 있는 별도의 브라인 순환유로(31)를 구성하고 있으며, 브라인 순환유로상에 브라인 순환펌프(30)를 장착한다.

상기 실내 순환펌프(40)는 빙축조 내부에 빙축되어진 간접 냉매인 브라인을 냉방하고자 하는 실내에 설치되어진 라디에이터로 순환시키기 위한 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 통상의 빙축열장치는 하절기의 심야전기 시간(밤10∼아침8시)에 냉동사이클부의 콤프레샤를 가동함과 동시에 브라인 순환펌프를 온(ON)시키고 실내 순환펌프는 브라인 순환펌프 방향으로 오픈(OPEN) 시켜 냉방용 축열재의 온도를 원하는 온도(-5℃)까지 냉각시켜 소망하는 빙축열을 얻게 된다.

그후 낮 시간대인 아침 9시부터 밤 9시까지는 냉동사이클부의 콤프레샤 작동이 중지되고 브라인 순환펌프는 오프(OFF)된다. 이때, 실내 순환펌프를 온(ON)시켜 냉방하고자 하는 실내에 설치된 라디에이터에 냉각되어진 브라인을 순환시켜 실내를 냉방하게 되는 것이다.

그러나, 전술한 구성을 갖는 통상의 빙축열장치에 있어선, 냉방용 축열재를 냉각하기 위한 증발기가 외장형으로서 빙축조 외부에 노출된 관계로 외부 열손실이 크고, 열손실을 최소화하기 위한 단열재를 구비해야 함으로서, 원가상승을 초래하는 결점이 있었다.

또한, 증발기 내부에 배관되어진 브라인 순환유로를 순환하면서 빙축조 내부의 냉방용 축열재를 냉각하기 위한 브라인이 브라인 순환유로를 통해 간접적으로 열교환되는 관계로 열교환 효율이 떨어지고, 이는 심야시간대의 축열시간 지연으로 인한 전력소비 상승은 물론, 빙축장치 운전비용이 상승하는 등의 제반 문제점이 노출되었던 것이다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 효율적으로 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 냉동사이클부의 증발기를 빙축조 내부에 브래킷과 같은 고정수단을 이용하여 내장형으로 내설함으로서, 외부 유체 차단을 목적으로 하는 단열재와 같은 별도의 구조물설치를 삭제하여 원가상승의 요인을 제거하고. 빙축조 내부의 브라인과 증발기를 직접 접촉하게 함으로써 열교환이 쉽게 일어나고 브라인을 순환시킬 필요가 없으며 냉열의 손실을 저감시켜 축냉 효율을 증가시킴은 물론, 운전에 필요한 설비비용 및 전력소비를 줄이도록 함에 있다.

본 발명은 또, 증발기를 사각함체형태로 제작하여 증발에 필요한 관들의 배열을 효율적으로 배열하고 설치 분해 할 수 있어 증발기 제조시간 단축 및 작업효율을 가일층 향상시킴에 있다.

도 1은 일반적인 빙축열장치의 전체구성도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체구성도.

도 3은 본 발명에 따른 증발기 사시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호설명〉

110 - 냉동사이클부, 114 - 증발기,

114a - 브래킷, 114b - 증발관,

120 - 빙축조, 130 - 브라인 순환펌프

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적 구성은, 개시된 냉동사이클부(콤프레샤,응축기,케퓨라리 튜브, 증발기)로부터 발생된 냉열을 흡수하여 냉각되는 물과 조핵제를 밀봉 충진한 캡슐형태의 냉방용 축열재와 냉각되어진 축열재로부터 냉열을 재차 흡수하는 브라인(brine)이 함께 충진되어진 사각함체형태의 빙축조와, 빙축조 내부의 브라인을 순환시키는 브라인 순환펌프와, 빙축조 내부에 빙축되어진 간접 냉매인 브라인을 냉방하고자 하는 실내에 설치되어진 라디에이터로 순환시키기 위한 실내 순환펌프로 이루어진 통상의 빙축열장치에 있어서,

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체구성도, 도 3은 본 발명에 따른 증발기 사시도를 각각 도시한 것이다.

부호 100 은 방축열장치를 도시한 것이며, 상기 빙축열장치는 크게 나누어서 냉동사이클부(110)와, 빙축조(120), 브라인 순환펌프(130), 실내 순환펌프(140) 및 이들을 제어하는 콘솔로서 구성된다.

상기 냉동사이클부는 콤프레샤(111),응축기(112),케퓨라리 튜브(113), 증발기(114)로 구성되며, 이로서 빙축에 필요한 냉열을 공급받을 수 있는 것이다.

상기 빙축조(120)는 물과 조핵제를 밀봉 충진한 캡슐형태의 냉방용 축열재(121)와 냉각되어진 축열재로부터 냉열을 재차 흡수하는 브라인(brine)(122)이 함께 충진되어진 사각함체형태로서 구성되며, 외면은 단열재를 덮어 보온을 유지토록 한다.

상기 브라인 순환펌프(130)는 빙축조 내부의 브라인을 순환시키기 위한 것이고, 실내 순환펌프(140)는 빙축조 내부에 빙축되어진 간접 냉매인 브라인을 냉방하고자 하는 실내에 설치되어진 라디에이터로 순환시키기 위한 구성으로서, 이상의 설명은 통상적인 빙축열장치의 구성을 설명하고 있는 것이다.

본 발명은 다만, 상기 냉동사이클부의 증발기(114)를 빙축조 내부에 브래킷(114a)을 이용하여 내장형으로 설치하고, 증발기를 구성하는 증발관(114b)들을 사각틀체로 이루어진 측면판(114c)에 설치하여 증발기의 전체적 형상을 사각판형으로 구성하는 것이다.

이상에서와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은, 우선적으로 빙축조(120) 내부에 마련된 브래킷(114a)상에 증발기(114)를 고정수단을 이용하여 설치한 후 소망하는 바와 같이 심야전기를 이용하여 낮시간대에 냉방을 필요로 하는 빙축열을 발생하게 되는 것으로, 이와 같이 작용동작을 설명하면 다음과 같다.

하절기의 심야전기 시간(밤10∼아침8시)에 냉동사이클부의 콤프레샤를 가동함과 동시에 브라인 순환펌프를 온(ON)시키고 실내 순환펌프는 브라인 순환펌프 방향으로 오픈(OPEN) 시켜 냉방용 축열재의 온도를 원하는 온도(-5℃)까지 냉각시켜 소망하는 빙축열을 얻게 된다.

이와 같은 빙축열 순환 냉방시스템에 있어서, 냉방용 축열재(121)를 냉각하기 위한 냉동사이클부의 증발기(114)가 빙축조 내부에 내장형으로서 내설된 관계로 전력소모가 적으면서도 신속하게 빙축조 내부의 냉방용 축열재를 냉각할 수 있어 열교환 효율이 향상되고, 이는 나아가서 전력소모를 최소화할 수 있는 것이다.

또한, 냉동사이클부의 증발기(114)가 사각틀체로서 전체적인 사각형태를 띈 상태에서 증발관(114b)들을 손쉽게 배관할 수 있어, 증발기 조립공정을 단축하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 설명되어진 본 발명은 빙축조 내부에 냉방용 축열재를 냉각하기 위한 증발기를 내장형으로 내설하여 열교환의 효율을 높이고, 전력소비를 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 증발기를 사각형태로 제작하여 증발관들의 배관작업을 용이 간편하게 이룰 수 있는 다양한 효과를 얻는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 본 발명은 그 구성요지의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims

개시된 냉동사이클부(콤프레샤,응축기,케퓨라리 튜브, 증발기)(110)로부터 발생된 냉열을 흡수하여 냉각되는 물과 조핵제를 밀봉 충진한 캡슐형태의 냉방용 축열재(121)와 냉각되어진 축열재로부터 냉열을 재차 흡수하는 브라인(brine)(122)이 함께 충진되어진 사각함체형태의 빙축조(120)와, 빙축조 내부의 브라인을 순환시키는 브라인 순환펌프(130)와, 빙축조 내부에 빙축되어진 간접 냉매인 브라인을 냉방하고자 하는 실내에 설치되어진 라디에이터로 순환시키기 위한 실내 순환펌프(140)로 이루어진 통상의 빙축열장치에 있어서,

상기 냉동사이클부의 증발기(114)를 빙축조 내부에 브래킷(114a)을 이용하여 내장형으로 설치하고, 증발기를 구성하는 증발관(114b)들을 사각틀체로 이루어진 측면판(114c)에 설치하여 증발기의 전체적 형상을 사각판형으로 구성토록 한 것을 특징으로 하는 심야전기를 이용한 빙축열장치.