KR200239328Y1 - 빙축열 시스템의 열교환 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 빙축조에 내장되어 냉난방을 할수 있는 열교환 장치에 관한 것이다.

심야전기를 이용하여 야간에 축열조에 얼음 및 온수를 저장하여 주간에 냉난방을 하는 방식으로 축열조(2) 내부의 전열판(6)에 냉매관(8)과 냉온수관(9)을 부착하여 전열판(6) 서랍식으로 끼울수 있는 벌통형 열교환기 받침대(5)를 설치하여 조립과 분해가 용이하며 또한 열순환관(10)을 축열조(1)의 내부에 설치하여 관벽의 열 손실을 막고 축열조(2)내부의 열 순환 분포를 적절하게 하는 다공판 구조의 열순환쳄버(11)와 물 순환구(16)는 열량을 적절히 전열판 열 교환기(6)에 전달하는 시스템을 제공한다.

Description

빙축열 시스템의 열교환 장치{Ice Storage Heat Exchger System}

본 고안은 축열식 냉난방 시스템의 구성 부품인 축열조 열교환장치에 관한 것이다.

축열식 냉난방이란 22:00부터 08:00 까지의 값싼 심야전기를 이용하여 여름에는 물보다 6배 정도의 더 많은 열량을 저장할 수 있는 얼음과 겨울에는 100 ℃ 미만의 온수를 저장하여 얼음의 잠열과 온수의 열원을 이용하여 계절에 따라 냉난방 하는 장치이다.

종래의 축열식 열교환장치는 빙축코일을 나선형 또는 굴곡 지그재그형으로 설치하여 입출구 헤드에 연결되는 구조로 되었으며 받침대는 빙축코일을 지지하는 직각구조의 판을 설치하거나 서포트 형태도 단순히 빙축코일의 형태를 보강 및 지지하는 구조였다. 또한 냉난방 공급관을 빙축조에 집적 연결하여 축열조의 냉난방 관로를 통해 물을 공급하는 형태로서 축열조의 상하부의 온도차가 심하여 냉방 배관과 난방 배관을 별도로 설치하여야 하므로 시공비가 많이 들었다. 또한 증발관의 원주방향으로 얼음을 얼리기 때문에 얼음의 두께가 두꺼워질수록 열전달이 어려워져 에너지 소비가 많은 문제점이 발생되었다.

본 고안은 전술한 바와 같이 빙축열 시스템에서 축열조 열 교환 장치에 관한 것이다. 전열판의 양면에 냉매코일(8)과 난방코일(9)을 붙이고 물 순환구(16)를 설치하여 열교환을 극대화 시켰으며 절열판열교환기(6)가 서랍형으로 끼울수 있는 콤펙트한 열교환기 받침대(5)와 열 순환관(10)을 축열조 내부로 설치하여 열손실을줄였고 열순환 쳄버(11)를 다공판으로 재작하여 구멍의 크기에 따라 유량을 조절할수 있으며 구조가 간단하고 재작비가 적게 들며 용량의 크기를 판형 열교환기(6) 의 수량으로 조절할수 있어 대량 생산이 가능하다.

도1 :빙축열 축열조의 계략도

도2 :전열판 열 교환기 전면도

도3 :열교환기 측면도

도4 :전열판 열교환기 받침대 투시도

도5 :물 교환장치 계략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 냉동기 2 축열조

3 공조기 4 물 순환펌프

5 열교환기 받침대 6 판형 열교환기

7 난방희터 8 냉매관

9 냉난방 관 10 열 순환관

11 팽창관 12 냉난방 순환펌프

13 냉난방 희팅코일 14 팽창탱크

15 팽창변(또는 냉매순환펌프)

이하 본 고안의 실시 예를 도면에 의하여 상세히 설명한다.

본 고안은 축열식 냉난방의 전열판 열 교환 장치로서 냉방 할 때와 난방할때를 구분하여 설명한다. 냉방시 에는 심야전기를 이용하여 냉동기(1)를 작동하여 냉매관(8)을 통해 팽창변(15)을 통과하면서 증발하여 판형 열 교환기(6)에 전체적으로 골고루 형성된다 얼음 두께가 두꺼워 질수록 열 전달이 느려져 에너지 소비가 크기 때문에 전열판은 열 전달이 잘되는 동판 또는 알루미늄,스텐레스판을 사용하여 얼음의 두께를 넓게 펼치므로 에너지 소비가 적고 많은 열량을 보유하는 구조로 되어있다.

냉난방 순환펌프(12)를 가동시 팽창탱그(14)에서 보충된 부동액이 전열판을 통과하면서 냉난방 희팅코일에 전달된다. 이때 축열조(2)의 상부는 온도가 현저히 상승되므로 전열판(6)에 부착된 냉난방관(9)을 통한 간접 열교환장치는 냉방을 장시간 일정한 온도를 공조기에 공급한다. 또한 열순환펌프(4)를 가동하여 다공판의 구멍의 크기 및 수량에 따라 순환량을 조절하는 열순환챔버(11) 에 의해 전열판에 뚫혀져 있는 물순환구(16)를 통해 얼음을 녹여 잠열을 이용하여 냉방한다.

본 축열조 열 교환 장치는 간접 가열식 이므로 별도의 열 교환기가 없어도 압력이 높은 고층건물의 지하실에도 설치가 가능하며 적은 용량의 냉난방순환펌프(12)로도 순환이 잘되며 순환수를 부동액 등을 사용하므로 동파의 위험이 없다.

난방시에는 심야전기 또는 다른 연료를 이용한 난방희터로 축열조에 100 ℃ 미만의 온수를 저장하여 전열판(6)에 전달된 열원을 냉난방관(9)에 열 교환되어 냉난방순환펌프(12)를 가동하면 냉난방 희팅코일(13)에 열을 공급하여 난방한다.

이때 열순환펌프(4)가 가동되어 상하부 열을 고르게하여 전열판에 뚫어져 있는 물순환구(16)를 통하여 열 교환기에 마찰을 시키므로 열 전달이 향상된다.

축열조(2)내부의 물의 온도가 대류 현상으로 차이가 나도 항상 일정한 온도를 유지할 수 있으며 축열조(2)내부의 물은 고정되어 있으므로 축열조(2) 밑부분 까지 높은 열을 보유 할수 있으며 용존 산소가 제거되어 있으므로 축열조(2)의부식이 적다. 열교환기 받침대(5)는 서랍식으로 판형 열교환기(6)을 꼽아서 설치하는 벌통형 구조물로서 축열조(2)보강과 겸하고 있어 제작이 용이하며 판형열교환기(6)의 일정한 크기의 개수에 따라 용량이 조절될 수 있는 대량생산이 가능한 구조로 되어 있으며 조립과 분해가 용이한 것이 특징이다.

이러한 축열조 열교환장치는 소형 빙축열 시스템에서부터 대형 축열시스템에도 적용이 가능하며 특히 심야전기 보일러에도 본 고안의 판형 열 교환 시스템을 이용하면 압력에 무관하고 일정한 온도를 더 오래 유지하며 난방 온수 겸용에도 이용할 수 있다.

고안의 효과는 빙축열 시스템의 열교환 장치를 콤팩트하게 재작이 가능하여재작비가 적게들고 소용량부터 대용량까지 절연판 열교환기 수량으로 조절이 가능하며 냉난방을 같은 관로로 사용할수 있으며 열 효율이 뛰어나고 수명이 반연구적으로 길다. 또한 심야전기 보일러에 사용하면 높은 압력에 견디므로 고층빌딩의 냉난방온수 겸용 시스템을 제공할수 있다.

Claims (1)

1. 냉매코일(8) 또는 냉난방코일(9)을 절연판에 부착하는 형상과 전열판에 물순환구(16)을 설치하여 유체의 흐름을 용이하게한 판부착형 열교환기와 전열판 열교환기(6)의 조립 및 해체가 용이 하도록 서랍식의 벌통형 받침대(5)가 축열조(2) 내부의 보강을 겸한 구조로 되어있으며 축열조(2) 내부 로 열매체순환관을 설치하고 다공판을 이용한 열순환챔버(11)로 구성하고 순환펌프(4)를 이용하여 축열조(2)안의 물을 교란하는 장치.