KR200353120Y1 - Gallery Cooling System - Google Patents
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Abstract
본 고안은 고온 다습한 갱도를 냉각시켜 작업환경을 개선시키기 위한 냉각 시스템으로서 냉매를 냉각시키는 것에 지하수를 사용하는 갱도 냉각 시스템에 관한 것이다. 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템(1)은, 갱도(2)의 냉각을 요하는 장소에 설치되어 주변공기를 냉각시키는 증발유닛(10); 상기 증발유닛(10)에서 기화된 냉매를 압축하고 응축시키는 압축-응축 유닛(20); 상기 압축-응축 유닛(20)에서 발생한 열을 냉각시키는 냉각수가 순환하는 냉각수 순환유닛(30); 상기 갱도(2)의 지하수를 공급하는 지하수 공급유닛(40); 및 상기 냉각수 순환유닛(30)을 순환하는 냉각수와 상기 지하수 공급유닛(40)을 순환하는 지하수를 열교환시켜 상기 지하수에 의해 상기 냉각수를 냉각하는 열교환유닛(50); 을 포함한다.The present invention relates to a tunnel cooling system using ground water for cooling a refrigerant as a cooling system for cooling a high temperature and humidity tunnel to improve a working environment. The tunnel cooling system 1 according to the present invention includes: an evaporation unit 10 installed at a place requiring cooling of the tunnel 2 to cool the surrounding air; A compression-condensation unit 20 for compressing and condensing the refrigerant vaporized in the evaporation unit 10; A cooling water circulation unit 30 through which cooling water for cooling the heat generated by the compression-condensation unit 20 circulates; An underground water supply unit 40 for supplying ground water of the tunnel 2; And a heat exchange unit 50 for cooling the cooling water by the ground water by heat-exchanging the cooling water circulating through the cooling water circulation unit 30 and the ground water circulating through the ground water supply unit 40. It includes.
Description
(기술분야)(Technology)
본 고안은 냉각 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 고온 다습한 갱도를 냉각시켜 작업환경을 개선시키기 위한 냉각 시스템으로서 냉매를 냉각시키는 것에 지하수를 사용하는 갱도 냉각 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system, and more particularly to a tunnel cooling system using ground water to cool the refrigerant as a cooling system for cooling the hot and humid tunnels to improve the working environment.
(배경기술)(Background)
탄광과 같은 광산에는 탐광(探鑛), 운반, 배수, 통기 등의 목적으로 갱도가 설치된다. 갱도는 채굴이 진행되어 점차 깊어짐에 따라 암반온도가 상승하고 석탄과 갱목의 산화열, 공기 압축열, 기계 발생열 등이 증가하여, 온도가 매우 높을 뿐만 아니라 탄진과 같은 분진의 발생으로 작업환경이 매우 열악하다.In mines such as coal mines, tunnels are installed for the purpose of prospecting, transporting, draining and venting. As the mining progresses deeper as the mining progresses, the rock temperature rises, the heat of oxidation of coal and lumber, the heat of air compression, and the heat of mechanical generation increase. Poor
계속적인 작업환경개선노력으로 갱도내의 열악한 작업환경조건은 점차 양호해지고 있으며, 그 대표적인 것의 하나가 고온 다습한 갱도의 온도를 냉각하는 냉각 시스템이다.Due to continuous efforts to improve the working environment, the poor working environment conditions in the tunnel are gradually getting better, and one of the representative ones is the cooling system that cools the temperature of the hot and humid tunnel.
일반적으로 종래의 갱도 냉각 시스템은 응축과정에서 발생하는 열을 공랭식으로 냉각하고 있다. 그러나 공랭식은 목적하는 일부 장소(예, 막장)를 냉각시키는 대신에 열교환 과정에서 발생한 열기가 다른 장소를 가열시키게 되며, 따라서 갱도 전체로 볼 때 작업환경의 개선효과가 미흡하다. 이와 같은 공랭식의 문제점은 갱도의 공기순환이 원활하지 아니할 경우에 더욱 심각하다.In general, conventional tunnel cooling systems are cooled by air cooling of the heat generated during the condensation process. However, the air-cooling system heats the heat generated by the heat exchange process instead of cooling some of the desired places (eg, curtains), and thus, the improvement of the working environment is insufficient in the whole tunnel. This problem of air cooling is more serious when the air circulation in the tunnel is not smooth.
도2는 공랭식이 적용된 종래 갱도 냉각 시스템의 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래의 갱도 냉각 시스템(100)은, 냉방이 필요한 갱도(101: 예 막장)에 설치되어 주변공기를 냉각시키는 작용을 하는 증발유닛(110), 상기 증발유닛(110)에서 기화된 냉매를 고온·고압으로 압축하는 압축유닛(120), 상기 압축유닛(120)에서 압축된 냉매를 기체에서 액체로 냉각·액화하는 작용을 하는 응축유닛(130), 상기 응축유닛(130)에서 발생한 열을 냉각팬(141)에 의한 강제송풍으로 공냉시키는 공냉유닛(140)을 포함한다. 도면부호 111과 121은 냉매가 순환하는 라인들이다.Figure 2 is a schematic diagram of a conventional tunnel cooling system with air cooling. As shown in the drawing, the conventional tunnel cooling system 100 is installed in a tunnel 101 which requires cooling, for example, an evaporation unit 110 that serves to cool the surrounding air, and vaporized in the evaporation unit 110. Compression unit 120 for compressing the refrigerant at a high temperature and high pressure, a condensation unit 130 for cooling and liquefying the refrigerant compressed in the compression unit 120 from a gas to a liquid generated in the condensation unit 130 It includes an air cooling unit 140 for cooling the heat by forced air blowing by the cooling fan 141. Reference numerals 111 and 121 denote lines through which the refrigerant circulates.
즉, 종래의 갱도 냉각 시스템(100)은 압축 후 응축 과정에서 발생하는 열을 냉각시켜 응축하는 과정에 강제송풍의 공랭식을 적용하고 있는바, 이와 같은 공랭식은 예를 들어 냉방의 대상인 막장의 기온을 낮출 수는 있지만, 냉각팬(141)이 설치된 장소의 기온은 오히려 상승시키는 결과를 가져오며, 따라서 작업환경개선의 목적을 달성하기에 미흡한 면이 있다.That is, the conventional tunnel cooling system 100 applies the air cooling formula of forced air to the process of cooling and condensing the heat generated in the condensation process after compression. Although it can be lowered, the temperature of the place where the cooling fan 141 is installed, but rather results in an increase, and thus there is an insufficient aspect to achieve the purpose of improving the working environment.
또한, 종래의 갱도 냉각 시스템(100)은 냉각을 요하는 장소의 냉각이라는 목적을 달성하기 위해서 증발유닛(110)을 냉각을 요하는 장소에 설치하고 공냉유닛(140)과 응축유닛(130)은 이로부터 이격된 곳에 설치하여야 하므로, 이로 인하여 종래 갱도 냉각 시스템은 장비조작과 유지보수에도 다소의 어려움이 있다.In addition, the conventional tunnel cooling system 100 is installed in the place requiring the cooling evaporation unit 110 in order to achieve the purpose of the cooling of the place that requires cooling and the air cooling unit 140 and the condensation unit 130 Since the installation should be spaced from this, the conventional tunnel cooling system has some difficulties in the operation and maintenance of the equipment.
본 고안의 목적은, 전술한 바와 같은 종래의 공랭식 갱도 냉각 시스템의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 강제송풍에 의해 냉매를 응축시키는 공랭식에 관련된 각종 문제점을 해소하기 위한 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the conventional air-cooled tunnel cooling system as described above, and to solve various problems related to the air-cooling method of condensing the refrigerant by forced air.
본 고안의 목적은, 갱도 냉각 시스템의 냉각수 냉각에 갱도에서 발생하는 지하수를 사용함으로써, 종래의 공랭식 갱도 냉각 시스템에서 유발되는 냉방지역 이외지역의 기온상승문제와, 장비조작 및 유지보수의 어려움을 극복하고자 하는 것이다.The purpose of the present invention is to overcome the problems of temperature rise and the difficulty of operating and maintaining the equipment outside the cooling area caused by the conventional air-cooled tunnel cooling system by using the groundwater generated in the tunnel for cooling the cooling water of the tunnel cooling system. I would like to.
도1은 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템의 개략도,1 is a schematic diagram of a tunnel cooling system according to the present invention;
도2는 공랭식이 적용된 종래 갱도 냉각 시스템의 개략도.Figure 2 is a schematic diagram of a conventional tunnel cooling system with air cooling.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1: 본 고안의 갱도 냉각 시스템1: tunnel cooling system of the present invention
2: 갱도2: tunnel
3: 지하수로3: groundwater channel
10: 증발유닛10: evaporation unit
11: 코일튜브11: coiled tube
20: 압축-응축 유닛20: compression-condensing unit
30: 냉각수 순환유닛30: cooling water circulation unit
40: 지하수 공급유닛40: groundwater supply unit
41: 지하수조41: groundwater tank
50: 열교환유닛50: heat exchange unit
본 고안에 따라, 증발유닛, 압축-응축 유닛, 냉각수 순환유닛, 지하수 공급유닛 및 열교환유닛을 포함하는 갱도 냉각 시스템이 제공된다.According to the present invention, there is provided a tunnel cooling system comprising an evaporation unit, a compression-condensation unit, a cooling water circulation unit, an groundwater supply unit and a heat exchange unit.
상기 증발유닛은 냉각을 요하는 갱도에 설치되어 주변공기를 냉각시킨다. 상기 압축-응축유닛은 상기 증발유닛에서 기화된 냉매를 압축하고 응축시킨다. 상기 냉각수 순환유닛은 상기 압축-응축 유닛에서 발생한 열을 냉각시키는 냉각수가 순환된다. 상기 지하수 공급유닛은 상기 갱도의 지하수를 공급한다. 상기 열교환유닛은 상기 냉각수 순환유닛을 순환하는 냉각수와 상기 지하수 공급유닛을 순환하는 지하수를 열교환시켜 상기 지하수에 의해 상기 냉각수를 냉각한다.The evaporation unit is installed in a tunnel requiring cooling to cool the surrounding air. The compression-condensation unit compresses and condenses the refrigerant vaporized in the evaporation unit. The cooling water circulation unit circulates cooling water for cooling the heat generated in the compression-condensation unit. The groundwater supply unit supplies groundwater in the tunnel. The heat exchange unit heat-exchanges the cooling water circulating through the cooling water circulation unit and the ground water circulating through the ground water supply unit, thereby cooling the cooling water by the ground water.
바람직하게 상기 증발유닛의 코일튜브로는 냉각핀이 없는 튜브 또는 원형의 냉각핀이 형성된 튜브가 사용된다.Preferably, as the coil tube of the evaporation unit, a tube without a cooling fin or a tube with a circular cooling fin is used.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 고안의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the tunnel cooling system according to the present invention. The following embodiments merely illustrate the tunnel cooling system according to the present invention, but are not intended to limit the scope of the present invention.
도1은 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a tunnel cooling system according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템(1)은, 증발유닛(10),압축-응축 유닛(20), 냉각수 순환유닛(30), 지하수 공급유닛(40), 및 열교환유닛(50)을 포함한다.As shown, the tunnel cooling system 1 according to the present invention, the evaporation unit 10, the compression-condensation unit 20, the cooling water circulation unit 30, the ground water supply unit 40, and the heat exchange unit 50 ).
상기 증발유닛(10)은 갱도(2)에 있어서 냉방을 하고자 원하는 장소에 설치되며, 압축된 냉매를 증발시킴으로서 증발열 흡수에 의해 주위로부터 열을 흡수함으로써 주변을 냉각시킨다. 본 고안에 적용되는 증발유닛(10)으로서는 통상의 냉각 시스템에 적용되는 증발기를 적용할 수 있다.The evaporation unit 10 is installed at a desired place for cooling in the tunnel 2 and cools the surroundings by absorbing heat from the surroundings by absorbing evaporative heat by evaporating the compressed refrigerant. As the evaporation unit 10 applied to the present invention it is possible to apply an evaporator applied to a conventional cooling system.
증발유닛(10)은 주변의 공기와 접촉됨으로써 갱도(2)의 공기를 냉각시키게 되는 바, 일반적인 상황이라면, 증발유닛(10)의 열전달 효율을 높이기 위해 공기와 접촉되는 코일튜브로 냉각핀이 있는 코일튜브를 사용하는 것이 바람직하다 할 수 있다.The evaporation unit 10 is to cool the air in the shaft (2) by contacting the surrounding air, if the general situation, the cooling tube is provided with a coil tube in contact with the air to increase the heat transfer efficiency of the evaporation unit (10) It may be desirable to use coil tubes.
그러나 갱도(2)는 분진과 습기가 많은 환경으로서 습기에 젖은 분진이 냉각핀에 부착되기 쉬우며, 따라서 분진을 제거하지 않는다면 냉각핀의 존재가 오히려 열전달 효율을 저하시키게 된다.However, the tunnel 2 is a dusty and humid environment, and the wet dust easily adheres to the cooling fins, and thus, the presence of the cooling fins rather reduces the heat transfer efficiency unless the dust is removed.
이와 같은 이유로, 본 고안의 갱도 냉각 시스템(1)에 있어서는 증발유닛(10)에 적용되는 코일튜브(11)로서 냉각핀이 없는 튜브나 단순한 원형의 냉각핀이 부착된 튜브를 사용하는 것이 열전달 효율 측면에서 바람직하다.For this reason, in the tunnel cooling system 1 of the present invention, it is preferable to use a tube without a cooling fin or a tube with a simple circular cooling fin as the coil tube 11 applied to the evaporation unit 10. It is preferable in terms of.
상기 압축-응축 유닛(20)은 증발유닛(10)에서의 냉방과정에서 기화된 냉매를 압축시켜 고온고압 상태로 만드는 압축과정과, 압축과정에서 고온고압으로 된 냉매를 방열시켜 기체에서 액체로 냉각·액화하는 응축과정을 구현하는 유닛으로서, 널리 공조시스템에 적용되고 있는 압축기와 응축기를 적용할 수 있다.The compression-condensation unit 20 compresses the refrigerant vaporized in the cooling process of the evaporation unit 10 to a high temperature and high pressure state, and heats the refrigerant at high temperature and high pressure during the compression process to cool the gas to a liquid. The unit that implements the liquefaction condensation process, which can be applied to compressors and condensers that are widely used in air conditioning systems.
증발유닛(10)과 압축-응축 유닛(20) 사이에서의 냉매 순환은 냉매순환라인(12)을 통해 이루어진다. 또한 도1에서는 설명의 편의를 위해 압축과 응축을 하나의 유닛(20)으로 표시하였으나, 물리적으로 압축유닛과 응축유닛을 분리할 수 있음은 당연하다.Refrigerant circulation between the evaporation unit 10 and the compression-condensation unit 20 takes place through the refrigerant circulation line (12). In addition, in FIG. 1, compression and condensation are represented as one unit 20 for convenience of description, but it is obvious that the compression unit and the condensation unit may be physically separated.
압축-응축 유닛(20)에서의 과정은 열이 발산하는 발열과정이므로 계속적으로 압축과 응축이 이루어질 수 있기 위해서는 압축-응축 유닛(20)의 냉각이 필요하다. 이와 같은 냉각을 위해 본 고안의 갱도 냉각 시스템(1)은 냉각수 순환유닛(30), 지하수 공급유닛(40) 및 열교환유닛(50)을 구비하고 있다.Since the process in the compression-condensation unit 20 is an exothermic process in which heat is dissipated, cooling of the compression-condensation unit 20 is required in order to continuously perform compression and condensation. The tunnel cooling system 1 of the present invention for such cooling is provided with a cooling water circulation unit 30, groundwater supply unit 40 and heat exchange unit (50).
상기 냉각수 순환유닛(30)은 압축-응축 유닛(20)을 직접적으로 냉각하기 위한 냉각수(정수)가 순환하는 유닛으로서, 압축-응축 유닛(20)과 열교환유닛(50) 사이를 순환하도록 구성되어 있다.The cooling water circulation unit 30 is a unit to which the cooling water (integer) for directly cooling the compression-condensation unit 20 is circulated, and is configured to circulate between the compression-condensation unit 20 and the heat exchange unit 50. have.
즉, 열교환유닛(50)을 거쳐 냉각된 냉각수는 냉라인(31)을 통해 압축-응축 유닛(20)으로 보내지고, 압축-응축 유닛(20)을 냉각시키면서 가열된 냉각수는 온라인(32)을 통해 열교환유닛(50)으로 보내진다.That is, the cooling water cooled through the heat exchange unit 50 is sent to the compression-condensation unit 20 through the cooling line 31, and the cooling water heated while cooling the compression-condensation unit 20 is connected to the on-line 32. It is sent to the heat exchange unit 50 through.
상기 지하수 공급유닛(40)은 열교환유닛(50)에 지하수를 공급하는 유닛으로서, 열교환유닛(50)에 유입된 지하수는 냉각수 순환유닛(30)의 냉각수와 열교환을 하고, 이런 과정에서 냉각수는 냉각되고 지하수는 가열된다.The ground water supply unit 40 is a unit for supplying ground water to the heat exchange unit 50, the ground water introduced into the heat exchange unit 50 exchanges heat with the cooling water of the cooling water circulation unit 30, and in this process, the cooling water is cooled. And groundwater is heated.
상기 지하수 공급유닛(40)에 제공되는 지하수는 지하수조(41)로부터 냉라인(42)을 통해 공급되고 지하수조(41)의 지하수는 갱도(2)의 지하수로(3)의 상류로부터 공급받게 되며, 열교환유닛(50)을 돌아 냉각수를 냉각하는 것에 사용된지하수는 온라인(43)을 통해 지하수로(3)의 하류로 버려진다.The groundwater provided to the groundwater supply unit 40 is supplied through the cold line 42 from the groundwater tank 41 and the groundwater of the groundwater tank 41 is supplied from the upstream of the groundwater passage 3 of the tunnel 2. The groundwater used to cool the cooling water by returning the heat exchange unit 50 is discarded downstream of the groundwater channel 3 through the online 43.
이상과 같은 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템(1)에 의하면, 압축-응축 유닛(20)을 냉각시키기 위해 사용된 냉각수는, 지하수 공급유닛(40)에 의해 공급되는 지하수와의 열교환유닛(50)에서의 열교환에 의해 냉각되어 지게 되고, 결국 냉각수는 냉각수 순환유닛(30)을 반복적으로 순환하면서 압축-응축 유닛(20)의 열기를 열교환유닛(50)을 통해 지하수로 이동시킨다.According to the tunnel cooling system 1 according to the present invention as described above, the cooling water used to cool the compression-condensation unit 20 is a heat exchange unit 50 with the groundwater supplied by the groundwater supply unit 40. It is cooled by the heat exchange in, the cooling water eventually moves the heat of the compression-condensation unit 20 to the groundwater through the heat exchange unit 50 while repeatedly circulating the cooling water circulation unit (30).
압축-응축 유닛(20)을 냉각함에 있어서, 열교환유닛(50)을 배제하고 냉각수 순환유닛(30)에 냉각수를 순환시킴이 없이, 지하수로 직접 압축-응축 유닛(20)을 냉각을 하는 것도 고려할 수 있을 것이다. 그러나, 탄광 등에서 얻어지는 지하수는 각종 분진과 중금속으로 오염되어 있기 때문에 지하수를 냉각수로 사용하기에는 적합하지 아니하다.In cooling the compression-condensation unit 20, it is also conceivable to cool the compression-condensation unit 20 directly with groundwater without excluding the heat exchange unit 50 and circulating the cooling water in the cooling water circulation unit 30. Could be. However, groundwater obtained from coal mines and the like is contaminated with various dusts and heavy metals, so it is not suitable for using groundwater as cooling water.
이상에서 설명한 본 고안에 따른 갱도 냉각 시스템에 의하면, 갱도 냉각 시스템을 구축함에 있어서 냉각수 냉각을 송풍에 의하지 아니하고, 갱도를 흐르는 지하수를 사용함으로써 냉방지역 이외 지역의 기온상승을 최소화할 수 있으며, 또한 시스템을 구성하는 유닛들을 이격시키지 아니하고 집중하여 설치할 수 있으므로, 유닛의 이격 설치로 인한 장비조작이나 유지보수의 어려움을 없앨 수 있다.According to the tunnel cooling system according to the present invention described above, in constructing the tunnel cooling system, by using the groundwater flowing through the tunnel instead of cooling the cooling water, the temperature rise outside the cooling zone can be minimized. Since the units constituting the unit can be installed centrally without being spaced apart, the difficulty of operating or maintaining the equipment due to the spaced installation of the units can be eliminated.
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2004
- 2004-03-18 KR KR20-2004-0007467U patent/KR200353120Y1/en not_active IP Right Cessation
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