KR200294562Y1 - 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조에 관한 것으로서,

특히 냉매가 순환되는 냉각파이프가 축열조의 내부를 지그재그로 순환하도록 배치되고, 축열조의 내부에 일정양의 냉각수가 충진되는 축열식 냉방기기용 축열조에 있어서,

상기 축열조의 하단 일측에 냉각수 유입구와 냉각수 배출구를 나란히 형성하되, 냉각수 배출구의 연장부를 축열조의 반대쪽 벽면을 향해 연장시켜 구성한 것을 특징으로 하여,

실외기를 순환한 상온의 냉각수가 축열조의 하측으로 유입되어 자연 대류현상에 의해 상승하면서 냉각파이프에 얼어있는 얼음을 하측에서부터 서서히 녹여주고, 또한 냉각수 유입구를 통해 유입된 상온의 냉각수중 일부가 냉각수 배출구의 연장부를 통해 저온의 냉각수와 함께 실내기측으로 재공급됨에 따라 실외기로 공급되는 냉각수의 온도가 너무 차지않은 적정한 온도를 유지할 수 있도록 하므로서, 축열식 냉방기기의 열효율을 향상시키고, 축열조 내부가 얼음에 의해 막히는 것을 방지할 수 있도록 한 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조에 관한 것이다.

Description

축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조{Cooling water pipe institution structure for ice storage tank}

본 고안은 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조에 관한 것으로서, 특히 축열식 냉방기기의 열효율을 향상시키고, 축열조 내부가 얼음에 의해 막히는 것을 방지할 수 있도록 한 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조에 관한 것이다.

일반적으로 축열식 냉방장치는 심야전기를 이용하여 축열조에 얼음을 얼려놓고, 낮시간에는 축열조에서 얼음이 녹아내리면서 발생하는 냉각수를 실내기측으로 순환시켜 실내공기를 냉방하는 장치이다.

도 3 은 종래의 축열식 냉방기기를 도시한 것으로서,

심야에 냉매를 압축, 응축, 팽창시켜 저온, 저압의 액체 냉매를 냉매순환파이프(2)를 통해 축열조(3)로 공급하는 실외기(1)와, 상기 실외기(1)로부터 공급되는 냉매를 이용하여 내부에 충진되어있는 냉각수를 결빙시켜 냉열을 축적하는 축열조(3)와, 낮시간에 동작하며, 상기 축열조(3)로부터 공급되는 저온의 냉각수를 공급받아 이 냉각수와 더운공기를 열교환시켜 차가운 공기를 실내에 공급하는 실내기(4)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 축열식 냉방장치는 심야시간에 저가의 심야전기를 이용하여 실외기(1)가 동작한다.

상기 실외기(1)에는 콤프레서, 응축부, 팽창부 등이 구성되어 있어서 축열조(3) 내부를 순환한 저온, 저압의 기체 냉매를 고온, 고압의 기체로 가압한 후 이 기체냉매가 응축부와 팽창부를 통과하면서 저온, 저압의 액체로 변화되어 축열조(3)로 공급된다.

축열조(3)로 공급된 냉매는 축열조(3) 내부를 순환하면서 냉각수를 결빙시키게되며, 이 축열조(3)의 결빙체들은 낮시간에 녹아내리면서 차가운 냉각수를 실내기(4)측으로 공급한다.

상기 실내기(4)는 축열조(3)로부터 공급되는 냉각수를 이용하여 공기를 냉각시켜 실내로 공급하여 실내를 냉방하게되는 것이다.

도 5 는 상기 축열조(3)의 내부구성을 도시한 것으로서,

축열조(3)의 일측으로는 실내기(4)와 연결되기 위한 냉각수 유입구(6)와 냉각수 배출구(7)가 상하측에 각각 형성되어 있고, 또 축열조(3) 내에 충진되는 냉각수를 보충하기위한 급수구(8)가 냉각수 유입구(6)의 하측으로 형성되며,

축열조(3)의 내부에는 입구측과 출구측이 각각 실외기(1)의 팽창밸브와 콤프레서에 연결되고, 그 중간부분이 축열조(3)의 내부를 지그재그로 순환하도록 냉각파이프(9)가 배선된 구조이다.

상기와같은 구조의 축열조(3)는 심야에 실외기(1)가 구동하면서 공급되는 저온, 저압의 액체냉매가 냉각파이프(9)를 통과하게되고, 이 냉매가 냉각파이프(9)를 통과하면서 주변의 열을 흡수함에 따라 냉각파이프(9) 주변에 일정두께의 얼음(T)이 얼게되는 것이다.

이후 시간이 경과하여 낮시간에 실내기(4)가 동작하면 축열조(3) 내부에 얼지않고 남아있는 냉각수가 펌핑되어 실내기(4)로 공급되어 실내기(4)의 냉방동작에 사용된다.

이때, 실내기(4)를 통과하면서 온도가 상승한 냉각수가 축열조(3)의 냉각수유입구(6)로 유입되고, 축열조(3) 내부로 유입된 상온의 냉각수가 축열조(3) 내부에 얼어있는 얼음(T)에 의해 다시 냉각된 후 실내기(4)로 재공급되므로서 실내기(4)가 낮시간동안 안정적으로 냉방동작을 실행할 수 있게되는 것이다.

그러나, 종래의 축열식 냉방기기용 축열조에는 상단 일측에 냉각수 유입구가 형성되어 있고, 축열조의 하단 일측에 냉각수 배출구가 형성되어 있기 때문에 실내기를 순환한 상온의 냉각수가 냉각수 유입구를 통해 축열조의 상측으로 공급되어도 그 상온의 냉각수가 축열조의 전체 면적에 대해 골고루 퍼지지 못하고 축열조의 상측에만 머물러있게 되므로 냉각파이프에 얼어있는 얼음이 전체적으로 골고루 녹아내지리 못하는 문제점이 발생하고 있으며, 실내기로 공급되는 저온의 냉각수가 축열조의 하측에 형성되어 있는 냉각수 배출구를 통해 배출되므로 실내기에서의 열교환 동작시 실온과 냉각수의 온도차이가 너무 커서 결로(結露)현상이 발생하므로서 열교환효율이 떨어져 전체적인 열효율이 나빠지는 문제점이 발생하고 있었다.

즉, 얼음에 의해 냉각된 0℃의 냉각수가 실내기로 공급될경우 실내온도와 냉각수의 온도차이가 너무 커짐에 따라 열교환과정에서 결로현상이 발생되어 열교환효율이 떨어지게 되는 것이다.

또한, 냉각파이프에 얼음이 너무 많이 얼어서 축열조 내부공간을 얼음이 완전히 막게되는 경우 냉각수 유입구를 통해 유입된 상온의 냉각수가 하측으로 순환되지 못함에 따라 냉각수 배출구를 통해 실내기로 공급되는 냉각수의 양이 감소하게되어 냉각효율이 현저히 떨어지게되는 문제점 또한 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 냉각수의 유출입을 위한 냉각수 유입구와 냉각수 배출구를 축열조의 하단 일측에 나란히 형성하되, 냉각수 배출구의 연장부를 축열조의 대향면을 향해 연장시켜 실외기를 순환한 상온의 냉각수가 축열조의 하측으로 유입되어 자연 대류현상에 의해 상승하면서 냉각파이프에 얼어있는 얼음을 하측에서부터 서서히 녹여주고, 또한 냉각수 유입구를 통해 유입된상온의 냉각수중 일부가 냉각수 배출구의 연장부를 통해 저온의 냉각수와 함께 실내기측으로 재공급됨에 따라 실외기로 공급되는 냉각수의 온도가 너무 차지않은 적정한 온도를 유지할 수 있도록 하므로서, 축열식 냉방기기의 열효율을 향상시키고, 축열조 내부가 얼음에 의해 막히는 것을 방지할 수 있도록 한 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 고안은,

냉매가 순환되는 냉각파이프가 축열조의 내부를 지그재그로 순환하도록 배치되고, 축열조의 내부에 일정양의 냉각수가 충진되는 축열식 냉방기기용 축열조에 있어서,

상기 축열조의 하단 일측에 냉각수 유입구와 냉각수 배출구를 나란히 형성하되, 냉각수 배출구의 연장부를 축열조의 반대쪽 벽면을 향해 연장시켜 구성한 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 고안의 냉각수 파이프 설치구조를 보인 단면도.

도 2 는 본 고안의 동작상태를 보인 도면.

도 3 은 종래의 축열식 냉방기기를 보인 도면.

도 4 는 종래의 축열조를 보인 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 냉각수 유입구, 11: 냉각수 배출구,

12: 연장부

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.

본 고안의 가장 큰 특징은 냉각수 유입구(10)와 냉각수 배출구(11)를 축열조(3)의 하단 일측에 나란히 형성한 것이다.

즉, 도 1 에 도시된 바와같이 축열조(3)의 하단 일측에 냉각수 유입구(10)를형성하고, 상기 냉각수 유입구(10)의 하측으로 냉각수 배출구(11)를 형성하되, 상기 냉각수 배출구(11)의 연장부(12)를 축열조(3)의 반대쪽 벽면을 향해 연장시켜 냉각수 배출구(11)의 입구측이 냉각수 유입구(10)로 부터 일정거리 떨어지도록 하였다.

상기 설명과같이 냉각수 유입구(10)를 축열조(3)의 하측에 형성하게되면, 실내기(4)를 순환하면서 온도가 상승한 상온의 냉각수가 축열조(3) 하측으로 유입되었을때 자연대류현상에 의해 축열조(3) 내부로 유입된 상온의 냉각수가 축열조(3)의 상측으로 자연스럽게 상승하면서 전체적으로 골고루 얼음을 녹여주게된다.

또한, 냉각수 유입구(10)로 유입된 상온의 냉각수가 얼음의 하단부터 녹여줌에 따라 도 2 와같이 냉각파이프(9)의 하측이 부분적으로 노출되었을때는 냉각수의 열이 냉각파이프(9)를 통해 전체적으로 전도되어 얼음과 냉각파이프(9)의 접촉부분으로부터 즉, 얼음의 안쪽에서부터 얼음이 녹아내리게되므로 얼음이 전체적으로 골고루 녹아내리는 현상을 촉진시킬 수 있게된다.

그리고, 냉각수 유입구(10)와 냉각수 배출구(11)가 모두 축열조(3)의 하측에 형성되어 있음에 따라 얼음이 과도하게 얼어서 축열조(3) 내에 냉각수의 순환공간이 형성되지 않게되더라도 냉각수 유입구(10)를 통해 유입된 냉각수가 제한된 공간내에서 얼음과 접촉하면서 냉각된 후 냉각수 배출구(7)를 통해 실내기로 공급될 수 있으므로 전체적인 냉각효율에는 큰 영향을 미치지 않게된다.

더욱이, 상기 냉각수 유입구(10)를 통해 유입된 냉각수의 일부가 저온의 냉각수와 함께 냉각수 배출구(11)의 연장부(12)를 통해 실내기측으로 배출됨에 따라실온과 냉각수의 온도차이가 감소함에 따라 실내기의 열교환동작시 결로현상이 발생되지 않게되어 그만큼 열효율을 향상시킬 수 있게된다.

즉, 상기와같이 냉각수 유입구(10)를 통해 유입된 상온의 냉각수 중 일부가 저온의 냉각수와 혼합되어 냉각수 배출구(11)를 통해 배출되게되면, 실내기(4) 측으로 공급되는 냉각수의 온도는 0℃가 아닌 약 4~12℃를 유지하게되며, 이와같이 냉각수의 온도가 적정온도를 유지함에 따라 실온과의 온도차가 줄어들면서 보다 효과적인 열교환동작이 이루어지므로서 냉방기기의 열효율이 향상되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 냉각수의 유출입을 위한 냉각수 유입구와 냉각수 배출구를 축열조의 하단 일측에 나란히 형성하되, 냉각수 배출구의 연장부를 축열조의 대향면을 향해 연장시켜 실외기를 순환한 상온의 냉각수가 축열조의 하측으로 유입되어 자연 대류현상에 의해 상승하면서 냉각파이프에 얼어있는 얼음을 하측에서부터 서서히 녹여주고, 또한 냉각수 유입구를 통해 유입된 상온의 냉각수중 일부가 냉각수 배출구의 연장부를 통해 저온의 냉각수와 함께 실내기측으로 재공급됨에 따라 실외기로 공급되는 냉각수의 온도가 너무 차지않은 적정한 온도를 유지할 수 있도록 하므로서, 축열식 냉방기기의 열효율을 향상시키고, 축열조 내부가 얼음에 의해 막히는 것을 방지할 수 있도록 한 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수 파이프 설치구조를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 냉매가 순환되는 냉각파이프가 축열조의 내부를 지그재그로 순환하도록 배치되고, 축열조의 내부에 일정양의 냉각수가 충진되는 축열식 냉방기기용 축열조에 있어서,

   상기 축열조의 하단 일측에 냉각수 유입구와 냉각수 배출구를 나란히 형성하되, 냉각수 배출구의 연장부를 축열조의 반대쪽 벽면을 향해 연장시켜 구성한 것을 특징으로 하는 축열식 냉방기기용 축열조의 냉각수파이프 설치구조.