KR20030009820A - 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치와 그 냉방방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상변화물질을 통하여 온도차에 따른 잠열을 이용하여 부가적인 비용의 발생없이 지속적인 냉방이 가능하게 할 수 있도록 하는 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치와 그 냉방방법에 관한 것으로서, 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치에 있어서, 상변화물질이 저장된 저장탱크와, 상기 상변화물질에 매립된 상태로 상기 저장탱크의 내외측을 관통하여 설치되는 열교환배관과, 상기 열교환배관의 일측단과 연결되어 대상체의 내측에 설치되는 실내 열교환기와, 상기 실내 열교환기와 배관으로 연결되는 순환펌프와, 상기 순환펌프와 배관으로 연결되는 조절밸브와, 상기 조절밸브에서 분기되는 제1 냉각수 배관과, 상기 조절밸브에서 분기되며, 실외 열교환기를 구비하는 제2 냉각수 배관을 포함하여 구성되며, 상기 제1 냉각수 배관과 제2 냉각수 배관이 합기하여 냉각기를 통과하여 상기 열교환배관과 연결되며, 대상체의 온도를 감지하는 제1 온도감지기와, 실내 열교환기를 거쳐서 나온 냉각수의 온도를 감지하는 제2 온도감지기와, 대상체 실외의 온도를 감지하는 제3 온도감지기와, 저장탱크 안에 저장된 상변화물질의 온도를 감지하는 제4 온도감지기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치와 그 냉방방법{regenerative air-conditioning unit using phase change material and method for thereof}

본 발명은 냉축열식 냉방장치와 그 냉방방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상변화물질을 통하여 온도차에 따른 잠열을 이용하여 부가적인 비용의 발생없이 지속적인 냉방이 가능하게 할 수 있도록 하는 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치와 그 냉방방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉방장치(Air Conditioner)는 증발하여 기체로 된 냉매를 회수하여 다시 액체로 되돌리는 사이클이 필요하게 된다. 이와 같이 증발한 냉매를 원래의 액체로 되돌려 순환시켜 사용하는 기구를 냉동사이클이라고 하고, 이러한 방법에는 압축식과 흡수식 등의 2가지가 있다. 압축식은 압축기를 사용해서 기계적으로 하는 방식이고, 흡수식은 냉매를 화학적으로 액화하는 방식이다.

상기 냉방장치의 냉동사이클은 압축식 냉동기를 사용한다. 압축기는 모터부와 압축부가 일체로 되어 있으며, 이들은 밀폐 용기 속에 넣어져 완전 밀폐되는 방식으로 되어 있고, 누설되지 않도록 용접 등에 의해 접속되어 있으며, 그 속에는 프레온 등의 냉매가 봉입되어 있다. 상기 냉매는 가스상으로서 압축기에 의해서 고온 고압으로 압축되어 응축 액화된다. 액화된 냉매는 모세관을 통해서 압력이 강화되어 증발기 내로 유입됨과 동시에 증발기 주위에서 열을 빼앗아 증발한다. 증발한 냉매는 가스로 되어 다시 압축기에 흡입되며, 이러한 순환작용이 반복 수행된다. 상기 증발기에 근접하는 위치에는 송풍기가 설치되어, 실내의 더운 공기를 통과시켜 찬 공기로 전환시키고 이를 다시 실내로 송풍한다. 이러한 동작을 반복하면서 실내를 냉각시키는 것이 냉방장치이다.

도 5는 이러한 종래의 냉방장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 종래의 냉방장치(210)는 본체 케이스(212)의 내부에 냉매를 모세관을 통해 기화시켜서 주위의 열을 빼앗는 증발기(214)가 설치되어 있고, 증발기(214)에 근접하는 위치에는 증발기(214) 주위의 냉기를 실내로 강제 송풍시키는 송풍기(216)가 설치되어 있다. 상기 본체 케이스(212)의 실외에는 증발기(214)에서 기화된 냉매를 다시 압축기(220)로 액화시키는 응축기(218)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 냉방장치(210)는 전원이 인가되어 압축기(220)가 작동되면 압축기(220)의 압축력에 의해서 냉매가 화살표 방향과 같이 증발기(214), 응축기(218)를 흐르면서 강제 이동되고, 이에 따라 냉매가 증발과 응축을 반복적으로 거치면서 기체와 액체로 전환되고, 이때 증발기(214) 주위 냉기를 송풍기(216)를 사용하여 실내로 강제 송풍하여 실내를 냉방시키는 것이다.

그러나, 상기한 종래의 냉방장치는 주간과 심야의 구분 없이 동일한 작용을 하도록 구성되어 있고 냉열을 별도로 저장하여 두는 냉열 저장수단이 마련되어 있지 않기 때문에 값 싼 심야의 전력을 활용하지 못하는 한계성을 가지고 있었다.

이에 종래의 냉방장치의 문제점을 개선하여 냉열 저장수단을 구비하는 냉방장치의 개발 요구가 있었다.

도 6은 종래 기술에 의한 냉축열식 냉방장치를 개략적으로 도시하는 구성도로서, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 종래 기술에 의한 냉축열식 냉방장치(100)소정의 수납 공간이 형성된 본체 케이스(110)와, 상기 본체 케이스(110) 내부에 위치하며 그 내부에 액상의 냉축열재(122)가 저장되는 냉축열조(冷蓄熱槽)(120)와, 상기 냉축열재(122) 내부에 매설되는 증발코일(130)과, 증발코일(130) 내부로 냉매를 강제 순환시켜 상기 냉축열재(122)를 소정온도로 냉각시키는 압축기(140)와, 냉각된 액상의 냉축열재(122)가 순환될 수 있도록 상기 냉축열조(120)에 연결되는 순환관(150)과, 상기 냉축열재(122)가 상기 순환관(150) 내부를 흐르면서 냉기를 방열할 수 있도록 상기 순환관(150)의 중간에 형성되는 냉방열기(160)와, 상기 순환관(150) 내부의 냉축열재(122)를 강제 순환시킴과 동시에 상기 냉방열기(160) 주위의 냉기를 상기 본체 케이스의 외부 전방으로 송풍시킬 수 있도록 상기 순환관(150)의 중간에 설치되는 팬코일(170)로 구성된다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 냉열 저장수단을 구비하는 냉방장치에 있어서는 단순히 값 싼 심야전력대를 이용하여 상변화물질의 온도를 저하시킨 후, 이를 활용하는데 불과하며, 겨울은 물론 봄이나 가을 등의 외기의 낮은 온도를 활용하는 것은 아니므로 에너지의 효율적 활용에 있어서 부족한 점이 많았다. 특히 통신기기 등이 설치된 부스와 같이 열발생이 많으나 발생열에 따른 오작동을 방지하기 위하여 겨울에도 냉방장치를 가동하여야 하는 경우에도 단순하게 냉방장치의 동작에 의해서만 냉방하여야 하므로 자연의 냉기를 제대로 활용하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 온도차를 통한 상변화물질의 잠열을 냉방에 이용함으로써 적은 비용으로 보다 우수한 냉방 효율을 얻을 수 있으며, 자연 상태의 냉기를 활용할 수 있도록 구성함으로써 값 싼 심야 전력의 이용을 보다 효율적으로 적용할 수 있도록 한 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치와 그 냉방방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치를 개략적으로 도시하는 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 제1 온도감지기의 동작을 도시하는 순서도,

도 3은 본 발명에 의한 제2 온도감지기와 제3 온도감지기의 동작을 도시하는 순서도,

도 4는 본 발명에 의한 제4 온도감지기와 설정온도 전환타이머의 동작을 도시하는 순서도,

도 5는 종래 기술에 의한 냉방장치를 개략적으로 도시하는 구성도,

도 6은 종래 기술에 의한 냉축열식 냉방장치를 개략적으로 도시하는 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...대상체,20...저장탱크,

22...실내 열교환기,24...상변화물질,

26...열교환배관,28...냉각수 인입배관,

30...인입구,32...실내 송풍기,

34...인출구,36...냉각수 인출배관,

38...순환펌프,40...조절밸브,

42...제1 냉각수 배관,44...제2 냉각수 배관,

46...냉각기,48...실외 열교환기,

50...송풍기,52...제1 온도감지기,

54...제2 온도감지기,56...제3 온도감지기,

58...제4 온도감지기60...설정온도 전환타이머

본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치에 있어서, 상변화물질이 저장된 저장탱크와, 상기 상변화물질에 매립된 상태로 상기 저장탱크의 내외측을 관통하여 설치되는 열교환배관과, 상기 열교환배관의 일측단과 연결되어 대상체의 내측에 설치되는 실내 열교환기와, 상기 실내 열교환기와 배관으로 연결되는 순환펌프와, 상기 순환펌프와 배관으로 연결되는 조절밸브와, 상기 조절밸브에서 분기되는 제1 냉각수 배관과, 상기 조절밸브에서 분기되며, 실외 열교환기를 구비하는 제2 냉각수 배관을 포함하여 구성되며, 상기 제1 냉각수 배관과 제2 냉각수 배관이 합기하여 냉각기를 통과하여 상기열교환배관과 연결되며, 대상체의 온도를 감지하는 제1 온도감지기와, 실내 열교환기를 거쳐서 나온 냉각수의 온도를 감지하는 제2 온도감지기와, 대상체 실외의 온도를 감지하는 제3 온도감지기와, 저장탱크 안에 저장된 상변화물질의 온도를 감지하는 제4 온도감지기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치의 냉방방법에 있어서, 상기 제1 온도감지기에 의하여 감지된 대상체의 온도를 감지하여 미리 설정된 온도와 비교한 후, 감지온도가 설정온도 이하인 경우에는 본 발명에 의한 전 구성요소의 작동을 정지시키고 냉각수의 흐름을 차단하며, 감지온도가 설정온도를 초과하는 경우에는 구성요소의 작동을 개시시키고 냉각수의 흐름이 이루어지도록 하며, 상기 제2 온도감지기에 의하여 감지된 냉각수의 온도를 상기 제3 온도감지기에 의하여 감지된 대상체 실외의 온도와 비교한 후, 실외의 온도가 낮으면 상기 실외 열교환기를 작동시킴과 동시에 조절밸브를 통하여 제2 냉각수 배관으로 냉각수의 흐름이 이루어지도록 하며, 실외의 온도가 높으면 상기 실외 열교환기의 작동을 중지시키고 조절밸브를 통하여 제1 냉각수 배관으로 냉각수의 흐름이 이루어지도록 하며, 제4 온도감지기에 의하여 감지된 상변화물질의 온도가 미리 설정된 온도 이상이면 냉각기를 동작시키고, 미리 설정된 온도 미만인 경우에는 냉각기의 작동을 중지시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 상변화물질을 이용한 냉축열식 냉방장치를 개략적으로 도시하는 구성도이다.

본 발명에 의한 냉축열식 냉방장치의 각각의 구성요소는 냉방을 요하는 대상체(10)의 내부와 외부에 분리되어 설치된다.

본 실시예에 있어서, 상기 대상체(10)의 내부에는 저장탱크(20)와 실내 열교환기(22)가 설치된다. 상기 실내 열교환기(22)는 필수적으로 대상체(10)의 내부에 설치되어야 하지만, 저장탱크(20)와 냉각기(46)은 대상체(10)의 크기나 내부의 냉방을 요하는 기기의 배치 등 대상체(10)의 현장 조건이나 설치 조건 등을 고려하여 내부 또는 외부 어느 쪽에 설치되어도 무방하다.

상기 저장탱크(20)에는 상변화물질(24)이 저장되어 있다. 상변화물질(24)은 물질의 상이 변할 때 등온에서 흡수, 방출되는 잠열축열을 이용하기 위한 물질로서, 저장재의 전이온도가 원하는 온도영역이고, 열용량과 잠열이 크며, 과냉각 현상이 작으며, 또한 화학적으로 안정하여 반복 사용이 가능하고 재현성이 좋다는 조건을 만족하는 물질로서 무기염, 파라핀왁스, 지방산 등으로 구성된다.

상기 저장탱크(20)에는 그 내외측을 관통하며, 상기 상변화물질(24)에 매립된 상태로 열교환배관(26)이 설치된다. 상기 열교환배관(26)은 저장탱크(20)를 관통하여 일측단은 연장되어 냉각수 인입배관(28)과 연통되어 대상체(10)의 외측으로 인출되고, 타측단은 상기 실내 열교환기(22)의 인입구(30)와 연통된다.

상기 실내 열교환기(22)는 냉각핀 또는 냉각 튜브 등이 설치되어 방열 면적을 극대화시켜 내부의 더워진 공기가 통과하는 동안 실내 열교환기(22)와 접촉하면서 내부의 냉각수에 의해 온도를 저감시키는 열전달을 할 수 있도록 되어 있다. 또한 상기 실내 열교환기(22)의 하단부에는 상방을 향하여 실내 송풍기(32)가 설치되어 열교환 효율의 증대를 꾀한다. 상기 실내 송풍기(32)는 대상체(10) 내의 냉방을 요하는 기기의 설치 조건 등에 따라서 하방 또는 측방 어느 방향으로 설치되어도 무방하다.

상기 실내 열교환기(22)의 인출구(34)는 냉각수 인출배관(36)과 연통되어 대상체(10)의 외부로 인출된다.

상기 냉각수 인출배관(36)은 순환펌프(38)와 연동되며, 상기 순환펌프(38)는 냉각수의 유속과 유량이 일정하게 유지될 수 있도록 흐름량을 조절한다.

상기 순환펌프(38)에서 인출되는 배관은 조절밸브(40)와 연동한다. 상기 조절밸브(40)는 후술하는 온도감지기의 작용에 의해서 제1 냉각수 배관(42)과 제2 냉각수 배관(44) 중 어느 하나로 냉각수의 흐름을 전환시키는 작용을 한다.

상기 조절밸브(40)와 연동되는 제1 냉각수 배관(42)은 냉각기(46)와 연결된다.

또한 상기 조절밸브(40)의 또 다른 냉각수 흐름 통로인 제2 냉각수 배관(44)은 실외 열교환기(48)를 매개하여 상기 냉각기(46)와 연결된다. 상기 실외 열교환기(48)는 냉각핀 등으로 방열 면적을 극대화시켜 실외의 공기와 냉각수와의 열교환이 가능하도록 되어 있다. 상기 실외 열교환기(48)의 일측면에는 열교환기와의 접촉 증대와 열전달 효율의 증대를 위하여 실외 송풍기(50)가 설치된다.

상기 제1 냉각수 배관(42) 및 제2 냉각수 배관(44)이 합기되는 배관은 전술한 바와 같이 냉각기(46)의 냉방부를 통과하도록 연결된다. 상기 냉각기(46)은 종래 기술에 의한 일반적인 냉방장치로서 필요에 따라서 냉각수의 온도를 일정 온도이하로 저감시키는 역할을 한다. 그리고 냉각기(46)를 통과하는 냉각수 배관은 상기 냉각수 인입배관(28)과 연결된다.

또한 경우에 따라서는 제1 냉각수 배관(42) 및 제2 냉각수 배관(44)이 합기되는 배관이 직접 냉각수 인입배관(28)과 연결되고, 상기 냉각기(46)은 직접 저장탱크(20)에 근접하여 설치되어, 상기 냉각기(46)의 냉방부가 상기 저장탱크(20) 내부의 상변화물질(24)에 접촉되도록 구성될 수도 있다.

상기와 같은 배관 외에 본 발명은 온도 감지기를 통하여 장치의 내외부 조건에 따른 온도 변화에 따라 대처할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 제1 온도감지기(52)는 대상체(10)의 온도를 감지하여 미리 설정된 온도와 비교한 후, 설정 조건에 따라서 순환펌프(38)를 비롯한 본 발명에 의한 전 구성요소의 작동을 정지시키고 냉각수의 흐름을 차단시키거나, 구성요소의 작동을 개시시키고 냉각수의 흐름이 이루어지도록 하는 장치이다.

제2 온도감지기(54)는 실내 열교환기(22)를 거쳐서 나온 냉각수의 온도를 감지하는 센서이며, 제3 온도감지기(56)는 대상체(10) 실외의 온도를 감지하는 센서로서, 상기 제2 온도감지기(54)와 제3 온도감지기(56)의 측정 온도를 비교한 후, 비교치에 의해서 조절밸브(40)의 작동을 조정하도록 구성된다.

제4 온도감지기(56)는 저장탱크(20) 안에 저장된 상변화물질(24)의 온도를 감지하여 미리 설정된 온도, 예컨대 상변화물질의 빙점을 기준으로 하여 상기 냉각기(46)의 작동을 중지시키거나 개시시키도록 구성된다. 또한 상기 제4 온도감지기(56)에는 설정온도 전환타이머(60)가 연결되어, 시간의 추이에 따라 상변화물질(24)의 설정온도를 전환시키는 역할을 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

우선, 본 발명에 의한 냉방장치에 있어서, 상기 저장탱크(20) 내의 상변화물질(24)이 빙점 이하로 동결되어 있는 경우의 냉방시스템을 설명한다.

실내 열교환기(22)에 의하여 대상체(10) 실내의 열을 흡수한 냉각수는 순환펌프(38)에 의하여 순환되어, 제2 냉각수 배관(44)을 거쳐 실외 열교환기(48)을 통하여 흡수한 열을 방출하거나, 또는 실외의 온도가 냉각수의 온도보다 높은 경우에는 상기 조절밸브(40)에 의하여 제1 냉각수 배관(42)으로 우회하여 흐른 후, 상기 저장탱크(20) 내의 열교환배관(26)에서 상변화물질(24)과 열교환하며 흡수한 열을 방출한 후, 다시 냉각되어 실내 열교환기(22)로 유입되면서 실내의 온도를 일정한 상태로 유지한다.

상기와 같이 상변화물질(24)이 동결되어 빙점 이하로 온도가 유지되는 동안에는 냉각기(46)는 작동하지 아니한다.

다음으로 상변화물질(24)이 모두 녹아서 열흡수능력이 저하되었을 경우의 냉방시스템을 설명한다.

실내 열교환기(22)에 의하여 대상체(10) 실내의 열을 흡수한 냉각수는 순환펌프(38)에 의하여 순환되어, 제2 냉각수 배관(44)을 거쳐 실외 열교환기(48)을 통하여 흡수한 열을 방출(실외의 온도가 냉각수의 온도보다 낮은 경우)하거나, 또는 실외의 온도가 냉각수의 온도보다 높은 경우에는 상기 조절밸브(40)에 의하여 제1 냉각수 배관(42)으로 우회하여 흐른 후, 상기 저장탱크(20) 내의 열교환배관(26)에서 상변화물질(24)과 열교환하며 흡수한 열을 방출한 후, 다시 냉각되어 실내 열교환기(22)로 유입되면서 실내의 온도를 일정한 상태로 유지한다.

이 때, 실외의 온도가 높은 상태에서는 상변화물질(24)이 모두 녹아 열흡수능력이 상실된 상태를 유지하므로, 냉각기(46)를 작동하여 상변화물질(24)의 온도를 낮추어 동결시키며, 실외의 온도가 충분히 낮아서 냉각수가 실외 열교환기(48)를 통과하며 흐르는 동안 냉각수의 온도가 낮아지므로서 결국 상변화물질(24)까지도 동결시킬 정도로 온도가 저하되는 경우 또는 완전히 동결시킬 정도는 되지 아니하더라도 대상체(10)의 실내온도를 미리 설정한 일정온도 이하로 유지시켜 줄 수 있는 경우에는 냉각수에 의하여 상변화물질(24)의 동결이 가능하므로 별도로 냉각기(46)를 작동하지 아니한다.

다음으로 본 발명에 있어서의 온도감지기의 작용을 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 제1 온도감지기의 동작을 도시하는 순서도로서, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 제1 온도감지기(52)는 대상체(10)의 온도를 감지하여 미리 설정된 온도 이하로 감지되는 경우에는 순환펌프(38)를 비롯한 본 발명에 의한 전 구성요소의 작동을 정지시켜 전력 소비를 줄이도록 하며, 냉각수의 흐름도 차단시킨다.

그리고, 냉방장치의 동작이 정지된 상태에서 대상체(10)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 감지되면, 다시 전 구성요소의 작동을 개시시켜 대상체(10)의 온도를 일정 온도범위로 유지시키며, 냉각수의 흐름이 이루어지도록 구성된다.

도 3은 본 발명에 의한 제2 온도감지기와 제3 온도감지기의 동작을 도시하는순서도로서, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 제2 온도감지기(54)에 의하여 감지된 실내 열교환기(22)를 거쳐서 나온 냉각수의 온도와, 제3 온도감지기(56)에 의하여 감지된 대상체(10)의 실외 온도를 비교하여, 실외 온도가 더 낮으면 실외 열교환기(48)를 작동시킴과 동시에 상기 조절밸브(40)를 통하여 냉각수의 흐름을 제2 냉각수배관(44)으로 유도하여 실내 열교환기(22)를 통해 나온 냉각수가 실외 열교환기(48)를 통하여 열교환되면서 열을 방출할 수 있도록 한다. 이는 실외의 냉기를 이용하여 실내에서 흡수된 열을 방출할 수 있도록 함은 물론 실외 냉기를 이용하여 상변화물질(24) 자체의 온도 저감도 꾀하기 위함이다.

그리고, 실외 온도가 더 높은 경우에는 실외 열교환기(48)의 작동을 중지시킴과 동시에 상기 조절밸브(40)를 통하여 냉각수의 흐름을 제1 냉각수배관(42)으로 유도하도록 한다.

도 4는 본 발명에 의한 제4 온도감지기의 동작을 도시하는 순서도로서, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 제4 온도감지기(58)에 의하여 감지된 상변화물질(24)의 온도가 미리 설정된 온도, 예컨대 상변화물질의 빙점 이하인 경우에는 냉각기(46)의 작동을 중지시키며, 상변화물질(24)의 온도가 미리 설정된 온도보다 높은 경우에는 그 온도를 기준으로 냉각기(46)를 작동시키도록 한다.

또한 상기 설정온도 전환타이머(60)는 규정하는 시간에 따라서 상변화물질(24)의 설정온도를 변환하도록 구성된다. 예컨대, 상변화물질의 빙점을 기준으로 하여 상기 빙점보다 약간 낮은 온도(제1 전환 설정온도)와 약간 높은 온도(제2 전환 설정온도)를 전환 설정온도로 하여, 시간대별로 제1 전환 설정온도와제2 전환 설정온도를 적용하도록 한다. 이는 심야시간대에 전력요금이 싼 우리나라 등과 같은 국가에서의 전력 소비의 효율화를 위한 것으로서, 심야전력의 개시 시점부터는 상변화물질의 빙점보다 약간 낮은 온도인 제1 전환 설정온도를 상변화물질의 설정온도로 하여 전력요금이 저렴한 심야전력 시간대에는 상변화물질을 완전히 동결시키도록 하여 낮시간에 그 잠열을 이용할 수 있도록 함으로써 적은 비용으로 상변화물질의 냉각효과를 높이며, 심야전력의 종결시점부터는 상변화물질의 빙점보다 약간 높은 온도인 제2 전환 설정온도를 상변화물질의 설정온도로 하여 상변화물질의 냉각이 필요한 경우에만 냉각기를 작동하도록 함으로써 전력요금이 비싼 낮시간대에는 온도 유지에 필요한 최소한으로 냉각기를 작동시켜 전력소비를 줄일 수 있도록 한 것이다.

상기한 바와 같은 상변화물질의 동결을 위한 제4 온도감지기에 의한 시스템은 제2 온도감지기와 제3 온도감지기에 의한 시스템과 연동하면서, 외기의 냉기를 충분히 활용할 수 있도록 함은 물론 심야 전력의 이용효율을 극대화시킨다.

본 발명에 의하면 열 발생은 많으나 항상 적정 온도를 유지하여야 하는 산업 기계류를 설치한 단위 개소에 기존의 냉방장치 대신 설치함으로써 온도차를 통한 잠열을 이용하여 적은 비용으로 보다 우수한 냉방 효율을 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 밤낮의 온도차가 큰 경우에 밤과 낮에 따라서 냉각기의 활용을 통제할 수 있도록 구성함으로써 심야의 값 싼 전력의 사용을 보다 효율적으로 이용할 수 있도록 함은 물론 냉각기의 동작도 온도 변화에 따라 통제 가능하게 구성함으로써 상변화물질의 냉각에 필요한 전력 소요를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치에 있어서,

   상변화물질이 저장된 저장탱크와,

   상기 상변화물질에 매립된 상태로 상기 저장탱크의 내외측을 관통하여 설치되는 열교환배관과,

   상기 열교환배관의 일측단과 연결되어 대상체의 내측에 설치되는 실내 열교환기와,

   상기 실내 열교환기와 배관으로 연결되는 순환펌프와,

   상기 순환펌프와 배관으로 연결되는 조절밸브와,

   상기 조절밸브에서 분기되는 제1 냉각수 배관과,

   상기 조절밸브에서 분기되며, 실외 열교환기를 구비하는 제2 냉각수 배관을 포함하여 구성되며,

   상기 제1 냉각수 배관과 제2 냉각수 배관이 합기하여 냉각기를 통과하여 상기 상기 열교환배관이 연결되며,

   대상체의 온도를 감지하여 제1 온도감지기와,

   실내 열교환기를 거쳐서 나온 냉각수의 온도를 감지하는 제2 온도감지기와,

   대상체 실외의 온도를 감지하는 제3 온도감지기와,

   저장탱크 안에 저장된 상변화물질의 온도를 감지하는 제4 온도감지기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 냉각수 배관과 제2 냉각수 배관은 합기하여 직접 상기 열교환배관과 연결되며,

   상기 냉각기는 상기 저장탱크에 인접하여, 상기 냉각기의 냉방부가 상기 저장탱크 내부의 상변화물질에 접촉되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제4 온도감지기에는 시간에 따라 상변화물질의 설정온도를 전환시키는 설정온도 전환타이머가 부가되는 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치.
4. 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치의 냉방방법에 있어서,

   상기 제1 온도감지기에 의하여 감지된 대상체의 온도를 감지하여 미리 설정된 온도와 비교한 후, 감지온도가 설정온도 이하인 경우에는 본 발명에 의한 전 구성요소의 작동을 정지시키고 냉각수의 흐름을 차단하며, 감지온도가 설정온도를 초과하는 경우에는 구성요소의 작동을 개시시키고 냉각수의 흐름이 이루어지도록 하며,

   상기 제2 온도감지기에 의하여 감지된 냉각수의 온도를 상기 제3 온도감지기에 의하여 감지된 대상체 실외의 온도와 비교한 후, 실외의 온도가 낮으면 상기 실외 열교환기를 작동시킴과 동시에 조절밸브를 통하여 제2 냉각수 배관으로 냉각수의 흐름이 이루어지도록 하며, 실외의 온도가 높으면 상기 실외 열교환기의 작동을 중지시키고 조절밸브를 통하여 제1 냉각수 배관으로 냉각수의 흐름이 이루어지도록 하며,

   제4 온도감지기에 의하여 감지된 상변화물질의 온도가 미리 설정된 온도 이상이면 냉각기를 동작시키고, 미리 설정된 온도 미만인 경우에는 냉각기의 작동을 중지시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치의 냉방방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 설정온도 전환타이머를 통하여 상변화물질의 설정온도를 시간대에 따라 전환할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상변화물질을 이용하는 냉축열식 냉방장치의 냉방방법.