KR20070020712A

KR20070020712A - 중 냉식 축냉열 시스템

Info

Publication number: KR20070020712A
Application number: KR1020050074907A
Authority: KR
Inventors: 김문재
Original assignee: 김문재
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2007-02-22

Abstract

본 발명은 저온에도 잘 응고되지 않는 난 응고성 액상 매체를 이용하는 중 냉식(重冷式) 축냉열(蓄冷熱)시스템에 관한 것으로, 기존 빙축열(氷蓄熱) 냉방 방식에 비해 축열 능력과 냉각 효과를 높여 심야 전기를 사용하는 축냉열식 냉방 시스템의 보급을 촉진함과 동시에 식품 냉동 등 심야 전기 사용이 가능한 신규 냉각 분야를 넓힐 수 있는 중 냉식 축냉열 시스템에 관한 것이다.

기존의 빙축열 냉방 방식은 전기 수요가 적은 심야에 빙축조의 물을 얼려서 주간에 융해 잠열을 이용하여 냉방하는 시스템으로 주간 전력 소비 억제에 좋은 시스템이지만 기존의 냉매 압축 순환 방식 기기에 비해 별도로 빙축조나 냉각탑을 설치해야 되는 문제가 보급의 걸림돌이 되고 있는 것이 현실이다.

이 중 냉식 축냉열 시스템을 심야 전기를 사용하는 축열 냉방에 적용 할 경우 기존 기기보다 축냉조의 크기를 크게 축소할 수 있고 전기도 절약되며, 생선, 과일 등 식품의 급속 냉동 및 냉과 등의 제조 과정 등에도 사용할 수 있게 되어 여름철 주간의 냉방 용 및 식품 냉동용 전기 수요를 심야 전기로 대체할 수 있으므로 발전소를 더 세우지 않고도 안정된 전력 확보의 효과를 얻을 수 있게 되는 중 냉식 축냉열 시스템을 제공하려는 것이다.

난 응고성 액상 매체, 중냉식(重冷式) 축냉열(蓄冷熱)시스템, 주(主)냉각 장치, 중(重)냉용, 3중(重)냉용, 빙축열, 빙축조, 축냉조, 가용 온도, 열 교환기, 실내기, 융해열, 응고열, 잠열, 냉매 압축 순환 방식, 운전 제어 장치

Description

중 냉식 축냉열 시스템{DOUBLE COOLING and STORAGING DEVICE SYSTEM}

도 1은 기존 빙축열 냉방의 전체 개념 및 제빙 운전을 도시한 사시도이고,

도 2는 기존 빙축열 냉방의 전체 개념 및 냉방 운전을 도시한 사시도이고,

도 3은 본 발명의 중 냉식 축냉열 시스템 전체 개념을 도시한 사시도이고,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중냉 식 축냉열 시스템의 축냉 및 냉방 운전을 도시한 사시도이고,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3중 냉식 축냉열 시스템의 축냉 및 액상 급속 냉각 운전을 도시한 사시도이고,

도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 3중 냉식 축냉열 시스템의 축냉 및 별도 저장조를 이용한 액상 급속 냉각 운전을 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 ; 중(重) 냉식 축냉열 장치 본체

10 ; 주 냉각 장치 11 ; 주 냉각용 냉매 순환 장치

15 ; 단열재

20 ; 기존 빙축열 방식의 빙축조 21 ; 제빙용 냉각수 순환 장치

22 : 열 교환용 냉각수 순환 장치 23 ; 실내 냉방용 냉각수 순환장치

30 ; 중 냉식 축냉열 장치 주(主) 저장실

31 ; 주 저장실 용 액상 매체 35 : 밀폐용 도어

40 ; 중 냉용 액상 매체 저장실

41 ; 중 냉용 액상 매체

50 ; 3중(重) 냉용 액상 매체 저장실

51 : 3중 냉용 액상 매체

55 ; 3중 냉용 액상 매체가 충진 된 순환용 파이프라인 장치

56 ; 3중 냉용 액상 매체 순환용 파이프라인 장치

200 ; 열교환기

210 ; 실내기 냉각 장치

250 ; 시험관 등 액상 급속 냉각 대상물

300 ; 3중 냉용 중 액상 매체 순환 액상 냉각용 저장조

물질이 온도에 따라 고체, 액체, 기체로 변화하는 것을 상변화라 하는데, 액체에서 고체로 바뀌는 것을 응고라 하고 응고열을 흡수하며 반대로 고체에서 액체로 바뀌는 것을 융해라 하고 융해열을 방출하는데, 이 양쪽 상변화 과정에서는 온 도는 변하지 않고 열 교환 만 일어나며, 이 상변화에 필요한 열량을 잠열(潛熱)이라고도 한다.

물 1cc는 어는데 80cal 의 응고 잠열이 필요하고 얼음 1cm 는 물 80cc를 약 1°C 냉각시키는 융해 잠열을 갖고 있어서 같은 양의 물을 이용하는 것보다 약 80배의 잠열이 축적되므로 이러한 물의 상변화를 이용하여 냉방 효과를 얻는 것을 빙축열 냉방이라고 한다. 이 상변화 효과를 이용하여 전력 소비가 적은 심야에 냉각기를 사용하여 빙축조 내의 물을 얼린 뒤 낮 시간에 냉각수를 빙축조 속의 파이프라인을 통해 냉각 순환시켜 열 교환 후 실내기로 보내 냉방 효과를 얻는 것이 심야 전기용 빙축열 냉방으로, 이 경우 기존의 냉매 압축 순환 방식 에어컨에 비해 직접적인 소비 전력이 줄어들지는 않지만 야간 전력을 사용할 수 있게 되므로 국가 전체의 낮 시간 최대 전력 소비를 줄이는 효과를 얻기 위해 여러 혜택을 부여하면서 심야 전력 사용을 권장하고 있는 것이다.

그러나, 아무리 물 보다 80배의 잠열 효과를 갖는 빙축열 냉방 기기라 하더라도 냉매 압축 순환 방식 에어컨에 비해 빙축조의 설치 장소 및 그 무게를 지탱할 수 있는 든든한 건물 구조가 필요하여 보급에 큰 걸림돌이 되고 있으므로 효율 높은 축냉조의 개발이 요구되고 있는 것이다.

이에, 빙축조의 크기를 줄이기 위해 완전한 심야 전력 전용이 아닌 주야간 겸용 빙축조가 개발되거나 완전 결빙이 아닌 과냉각 방식(갈은 어름 형)냉방 시스템이 개발되기도 했으나 근본적인 대책은 되지못하고 있다. 만약, 축냉열량을 획기적으로 높일 수 있는 방법이 개발되면 현재 국내 전력 소비량의 20% 정도를 차지하 고 있는 여름철의 냉방부하 전력을 심야 전기 방식 냉방으로 전환을 촉진 할 수 있게 될 것이다.

이 빙축열 냉방과는 별도로, 냉동식품, 냉과 생산 등을 위한 냉동 설비의 전력 수요도 날로 증가하고 있는데, 이들 설비는 일반적으로 심야 전기를 사용하기 어렵기 때문에, 심야 전기 냉각 방식으로 전환할 수 있다면 주간 전력 사용량을 줄이는데 큰 도움이 될 것이다. 거의 모든 국가에서 전력은 국가가 직간접으로 관할하고 있는 최우선 정책 과제 중의 하나로, 최대 발전 능력은 여름철 냉방 부하가 최고로 걸리는 수요량을 예상하여 전력 공급 계획을 수립하게 되는데, 주간의 냉방 전력 수요를 심야로 전환할 수 있다면 증가하는 전력 수요를 위해 새로운 발전소를 짓지 않아도 되므로 자원의 보존과 환경 보호에 크게 공여하게 될 것이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 저온에도 잘 응고되지 않는 난 응고성 액상 냉매를 이용한 중 냉식 축냉열 시스템에 관한 것으로, 주간의 전력 수요를 심야 전기 사용 방식으로 전환시켜 국가의 전력 수급을 원활하게 하는데 있다.

물이 고체에서 액체로 바뀌는 융해 과정에서 발생하는 냉열, 즉 물 1cc 당 약 80Cal의 융해 잠열을 이용하여 냉방 효과를 얻는 심야 전력 사용 빙축열 냉방은 주야간의 전력 소비 편차를 줄이는 효과적인 방법이나, 인간의 거주 밀도가 높지 않았던 과거와는 달리 건물이 점점 고층화되는 상황에서는 빙축조의 크기와 무게 때문에 보급에 큰 장애가 되고 있는 바, 가능한 한 축냉 효과를 높이게 되면 축냉조를 작게 할 수 있으므로 보급을 촉진할 수 있게 된다.

기존의 빙축열 냉방 시스템은, 도 1과 같이 심야에 주 냉각기(10)에서 영하4~5°C 정도로 냉각된 제빙용 냉각수가 파이프라인(21)을 통하여 물로 채워진 빙축조를 순환하면서 물을 얼리고, 온도가 올라가는 주간에는 도 2와 같이 빙축조의 얼음 속을 통과하는 파이프라인(22)의 5°C 정도 냉각수가 순환하면서 열 교환기(200)에서 실내기(210) 냉각용 순환 파이프(23)속의 12~13°C 의 냉매를 7~8°C 정도로 열 교환하여 냉방하는 방식이며, 제빙용 냉각수 파이프라인(21) 및 실내 냉방을 위한 열 교환용 냉각수 파이프라인(22)은 서로 연결되어 방향 전환 밸브로 전환하여 순환시키는데, 제빙용 냉각수 및 열 교환용 냉각수 모두 일반적으로 시판의 수용성 부동액(표-2)을 물로 희석하여 같이 사용하고 있다. 이와는 달리, 빙축조 내에 물을 충진 하여 파이프라인으로 얼리는 대신 고분자 프라스틱의 얼음 팩 등을 채워 넣고 냉각수를 통과시키는 방식도 있으며, 도 2와 같이 냉각수를 순환하여 제빙하는 방법 대신 도 3과 같이 주 냉각 장치(10)에서 응축된 냉매를 파이프라인(11)을 통해 직접 축냉조로 보내는 방식도 있으나 빙축조에 물을 사용하는 원리 및 구조는 거의 동일하다.

이러한 빙축열 냉방 방식의 경우, 이론상 물 1cc 당 잠열 80cal 와 냉각 가용 온도 5°C 까지 포함하여 약 85cal 의 냉열을 이용할 수 있으나, 기존 빙축조에서 물로 제빙하는 대신 응고점이 낮은 액상 매체를 사용할 수 있게 되면 물보다 더 큰 냉열을 축적할 수 있게 되어 축냉조의 크기도 작게 할 수 있게 된다.

상기한 부동액과 같이, 물 이외에 천연 또는 합성 물질 중 온도에 따라 고체, 액체, 기체로 상 변화하는 물질들이 있고 일반적으로 물과 같이 상태가 변할 때 마다 열량을 흡수 또는 방출하는데, 응고점이 낮은 물질은 메틸알코올, 에틸알코올 등 알코올류, 그리콜 류 등 여러 가지 있으며 액체의 응고점을 낮추는 물질로는 염화나트륨, 염화칼슘 등이 있고 이들을 적당히 배합하여 응고점을 낮추기도 하는데, 일예로, 에틸알코올 원액(99.9%)의 빙점은 영하 114°C에 달하나 수분이 증가하면 빙점도 높아지게 되어 50% 에틸알코올은 영하 32°C 정도, 20% 에틸알코올은 영하 12°C 정도로 높아지게 되는데, 여기에 염화나트륨을 10% W/P 을 첨가하면 50% 에틸알코올은 영하 40°C , 20% 에틸알코올은 영하 18°C 정도로 낮아지게 되는 것을 등록 실용신안 20-0285164의 표-1에서 알수 있으며, 이와 비슷한 물질로서 일본 특허청의 공개특허 평2-269180, 동 평9-143460, 동 소58-79079, 동 소62-50381, 특개 평8-134439 등 여러 가지로 출원되어 있고, 또한, 상기한 시판되는 A사의 빙축열 냉방 기기용 부동액은 65% 수용액에서 응고점이 영하 50°C 라고 밝히고 있는 등 응고점이 낮은 물질들은 상당히 개발된 상태에 있으므로 비중이나 점도, 열 전도율 등을 고려하여 축냉조의 용도에 맞는 난 응고성 액상 매체를 선택하여 물 대신 사용할 수 있다.(표-1, 표-2 참조)

또한, 이러한 난 응고성 액상 매체 또는 부동액을 저장통에 저장하여 실제 저온 가동할 수 있는 냉각 시스템에 대한 기술로는, 국내에서 등록 실용신안 20-0285164, 일본에서는 공개특허 특개 평5-296635 등 이 출원되어 있는 바, 이러한 액상 저온 냉각 시스템과 부동액 또는 난 응고성 냉매를 결합하면 물을 얼리는 빙 축조보다 큰 냉축열량을 얻을 수 있는 축냉열 시스템 구축이 가능하게 된다.

일예로, 등록 실용신안 20-0285164 의 액상 매체를 저장한 저온 저장고를 사용하여, 물과 비중 및 점도 등이 거의 동일한 응고점이 영하 50°C 인 액상 냉매를 사용하면, 냉매 1cc 당 가용 온도가 영상 5°C 에서 응고점인 영하 50°C 까지의 55°C /cal 의 냉열량과 융해열 80cal 를 합하여 135cal의 냉열량을 사용할 수 있게 되어 물을 얼리는 빙축조의 85cal 보다 50% 이상 더 축냉 할 수 있고, 크기를 35% 이상 줄일 수 있게 된다.

그러나, 기존의 빙축 냉방의 경우 가용 온도가 영상 5°C에서 응고점인 0°C 까지 5°C 정도이므로 온도 컨트롤이 별로 어렵지 않으나 상기 액상 매체를 이용한 저장고의 경우, 냉각용 액상 매체의 응고점이 낮으면 낮을수록 가용 온도 폭이 커지게 되어 온도 컨트롤이 어려워 실제로 잘 적용 되지 못하고 있다.

이에, 본 발명에서는 축냉 효율이 높고 난 응고성 액상 매체의 안정적인 온도 컨트롤이 가능한 중 냉식 축냉열 방식을 개발하게 된 것이다. 이 중 냉식 축냉 시스템을 심야 전기용 빙축열 에어컨에 적용 할 경우 기존 빙축조 보다 크기를 축소할 수 있고 전기도 절약되며, 생선, 과일 등 식품의 급속 냉동에도 사용할 수 있게 되므로 주중의 전기 수요를 심야 전기로 대체할 수 있게 되어 발전소를 더 세우지 않고도 안정된 전력을 확보할 수 있는 효과를 얻게 된다.

<표 1>

<<액상 매개물의 구성물간의 배합비율에 따른 어는점>> (단위 : °C )

표 1의 데이터는 실제 측정한 결과로서, 그 부호의 의미는 다음과 같다.

* < EA * 10> : 에틸 알코올 10%(수용액 100cc 당 알코올 용량)

* < S * 5 > : 염화 나트륨(소금) 5% (물 또는 수용액 100 cc 당 소금 5g)

* S 석출 : 소금 석출로 시행 안함.

* 오차 범위 : 1 ~ 2°C

<표 2> A 사 부동액 성상

* 오차 범위 : 1 ~2°C

본 발명은 난 응고성 액상 냉매 또는 수용성 부동액의 농도에 따른 응고점 차를 이용하여 온도 컨트롤을 용이하게 하는 중(重) 냉식(冷式) 축냉열 시스템에 관한 것으로서, 도 3과 같이, 별도의 주(主)냉각 장치(10)를 가진 축냉 장치 본체(1)의 상측에는 개폐 가능한 밀폐용 도어(35)가 설치되고 운전을 제어하는 전자 장치가 적당한 장소에 설치됨과 아울러 내측에는 액상 저장물이 저장되기 위한 일정한 공간을 가지는 금속 재질의 주(主)저장실(30)이 형성되고, 본체(1) 내벽과 단열재(15)로 단열된 주 저장실(30)의 외측 벽에는 주 냉각 장치(10)로부터 냉각된 냉매를 순환하여 저온으로 주 저장실(30)을 냉각시키는 주(主) 냉각 순환 파이프라인(11)이 설치되고, 주 저장실에는 용도에 따라 특정한 응고점을 갖는 액상 매체(31)가 일정 높이까지 저장되며, 주 저장실(31)의 내부에는 주 저장실의 액상 매체(31)와 응고점이 다른 액상 매체(41)가 저장 되는 금속 재질의 중 냉용(用) 액상 매체 저장실(40)이 잠겨 지는 상태로 설치되는 중 냉식 축냉열 시스템에 관한 것이다.

구체적으로 냉방을 예로 적용하면, 도 4의 주 저장실(30)에는 영하 50°C의 응고점을 가지는 액상 매체(31)가 일정 높이까지 저장되며, 주 저장실(30)안의 중 냉용 액상 매체 저장실(40)에는 물 또는 물과 비슷한 비중과 응고점을 갖는 액상 매체(41)가 저장되고, 중 냉용 액상 매체 저장실(40)내부에는 직접 또는 열 교환기(210)를 통해 실내기의 냉각 순환 기구를 냉각시키기 위한 영하 10°C의 응고점을 갖는 액상 매체(51)가 충진 순환되는 파이프라인(55)장치가 설치되는데, 이 파이프라인(55)에 연결되는 시스템은 도 2의 열 교환용 냉각수 순환 파이프라인(22), 열 교환기(200) 및 실내기(210)의 구성과 같은 개념이다.

운전 제어 전자 장치를 통해 영하 50°C 로 설정 가동되어 주 저장실(30)의 저온 액상 매체의 온도가 0°C 이하로 내려가면 응고점이 0°C 인 중 냉용 액상 매체 저장실(40)의 액상 매체(41)가 얼기 시작하여 전체가 응고하게 되고, 시간이 지남에 따라 주 저장실(30)에도 영하 50°C 의 응고점을 가지는 액상 매체(31)도 응고하기 시작하여 주 저장실 전체가 응고하게 된다. 그러나 직접 또는 열 교환기를 통해 실내기의 냉각 순환 기구를 냉각시키기 위해 중 냉용 액상 매체 저장실(40) 내를 통과 순환하는 파이프라인(55)속의 영하 10°C 의 응고점을 갖는 액상 매체는 중 냉용 액상 매체 저장실(40)내의 온도가 0°C 이하로 내려가지 않기 때문에 파이프라인 안에서 응고되지 않고 0°C 정도의 안정적인 온도를 유지하며 순환하여 열 교환기를 통해 냉방하게 된다.

축냉조의 용량을 1㎥로 할 경우, 이론 상 기존 빙축열 방식으로는 85000Kcal를 축냉할 수 있는데 비해, 본 발명에서는 주 저장실(30)의 액상 매체(31)와 중 냉용 액상 매체 저장실(40)의 액상 매체(41)의 잠열 물성을 각각 물과 동일하게 가정하고 중냉 용 저장 통의 용량을 50L 라고 하면,

<(950L X 135cal) + (50L X 105cal) = 133,500Kcal 를 축냉 할 수 있게 되어 50% 이상 축냉열을 늘리거나 축냉조의 크기를 35% 정도 줄일 수 있는데, 심야 전기 외에 낮 시간 부분 가동 방식을 겸용하면 축냉조의 크기를 더욱 줄일 수 있으며, 실내기가 한 두 대 일 경우 열 교환기를 사용하지 않고 파이프라인(55)과 실내기(210)를 직접 연결하여 사용할 수도 있으므로 가정용 등 작은 용량의 냉방에도 대응할 수 있게 된다.

또한, 도 3과 같은 중 냉식 축냉 장치에 있어서 액상 매체를 용도에 따라 선정하여 사용하면 상기한 냉방 시스템과 다른 냉각 효과를 얻을 수 있게 되는데, 일예로 주 저장실(30)에는 응고점 영하 20°C의 응고점을 가지는 액상 매체(31)가 일정 높이까지 저장되며, 주 저장실(30)안의 중 냉용 액상 매체 저장실(40)에는 응고점 영하 30°C 의 액상 매체(41)가 저장되어 가동하면, 영하 20°C 정도의 안정된 액상 냉각 저장고로 사용할 수 있다.

액상 냉매를 이용한 저온 저장고로는, 국내의 등록 실용신안 20-0285164, 일본의 공개특허 특개 평5-296635 등이 출원되어 있는데, 이 두 액상 저온 저장고 모두 대상물의 냉각에 필요한 냉열을 계속 공급해야 되므로 심야 전기를 사용할 수 없었으나, 도 3과 같은 중 냉식 축냉 방식에 의한 액상 냉각장치는 저장 매체의 융해 잠열이 소진될 때까지 안정된 온도로 사용 할 수 있으므로 심야 전기도 사용할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 중 냉식 축냉 시스템을 이용한 액상 저장고는 주 저장실(30)의 액상 매체(31)의 응고점과 동등한 냉각 온도를 이용하기 위한 것이므로 주 저장실(30) 액상 매체(31)의 융해 잠열밖에 사용할 수 없는 단점이 있는데, 이 중 냉식 축냉열 시스템의 중 냉용 액상 매체 저장실(40)내부에 보다 작은 금속재질의 3 중 냉용 액상 매체 저장실(50)을 설치하면 주 저장실(30), 중 냉용 액상 매체 저장실(40) 및 3 중 냉용 액상 매체 저장실(50)의 액상 매체(41)를 목적에 따라 자유롭게 변경하여 활용 범위를 획기적으로 넓힐 수 있다.

구체적인 일예로, 도 5와 같이 주 저장실(30)에 응고점 영하 50°C 의 액상 매체(31)가 저장되고, 중 냉용 액상 매체 저장실(40)에는 응고점 영하 20°C 의 액상 매체(41)가 저장되며, 3 중 냉용 액상 매체 저장실(50)에는 응고점 영하 30 °C 의 액상 매체(41)가 저장되어 가동하면, 상기한 중 냉식 축냉 방식보다 액상 매체 1cc 당 30 °C / cal 의 냉열을 더 사용 할 수 있게 되며, 냉각 대상물에 따라 중 냉용 액상 매체 저장실(40)의 액상 매체(41)를 응고점이 더 낮은 액상 매체로 바꾸면 보다 저온의 과학 실험용 급속 액상 냉동고 등으로 다양하게 사용 할 수 있으며 정전 등의 사고에도 대비할 수 있다.

또한, 도 6과 같은 중 냉식 축열 시스템을 대형으로 제작하여, 주 저장실(30)에는 영하 50°C 의 응고점을 가지는 저온 액상 매체(31)가 일정 높이까지 저장되며, 주 저장실(30)안의 중 냉용 액상 매체 저장 실(40)에는 응고점 영하 30°C 의 약 저온 액상 매체(41)가 저장되고, 3 중 냉용 액상 매체 저장실(50)에는 응고점 영하 40°C 의 액상 매체(51)가 충진되어 이 3중 냉 용 액상 매체 저장실(50)의 응고점 영하 40°C 의 액상 매체(51)를 순환용 파이프라인(56)을 통해 별도의 저장조(300)에 순환시키는 시스템을 구성하면 영하 40°C 의 액상 냉동 장치로 식품 등의 급속 냉동이나 혈액 응고, 냉과 생산용 등으로도 사용할 수 있게 되어 신규로 심야 전력 사용 분야를 넓힐 수 있게 된다.

본 발명은 서로 응고점이 다른 3종류의 액상 매체를 이용한 중 냉식 축냉 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 중 냉식 축냉 장치를 용도에 따라 용량을 조절하 거나 구조를 바꾸는 것만으로, 서로 응고점이 다른 3종류의 액상 매체를 사용하여 여러 방법으로 활용할 수 있다.

이를 도 4와 같이 냉방 시스템에 적용하여, 주 냉각 장치(10)의 한계 냉각 온도를 더욱 낮추고, 주 저장실(30)에 저장되는 액상 매체(31)를 가능한 한 응고점이 낮고 잠열이 큰 물질을 사용하고 중 냉용 액상 매체 저장실(40)에 물을 넣어 사용하면 기존 빙축열 냉방 장치의 주변 기기를 그대로 사용하면서 축냉조를 작게 할 수 있으며, 또 냉용 액상 매체 저장실(40)에 물 대신 가능한 한 응고점이 낮은 액상 매체를 넣어 사용하면 실내 냉각용 순환 냉매의 온도를 크게 내려 냉각 효과를 높일 수 있으므로 실내기 관련 기기의 크기를 작게 할 수 있고 전력 소비도 줄이게 된다.

또, 도 4와 같은 중 냉용 액상 매체 저장실(40)안에 열 교환용 액상 매체를 냉각시키기 위한 파이프라인(55)대신, 도 5와 같이 중 냉용 저장실보다 작은 3중 냉용 저장실(50)을 설치하여 중냉용 저장실(40)의 액상 매체(41)보다 응고점이 낮은 액상 매체(51)를 저장하여 과학 실험용 액상 냉동고로 사용하면 급속 냉동 효과와 함께 정전 등 불의의 사고에도 대비할 수 있는 시간을 얻게 된다. 기존의 공기 냉각 방식의 급속 냉장고나 냉동고는 단 시간의 단전에도 실내 온도가 급격히 변하여 냉각 대상물을 변질시키기도 하나, 본 발명품은 중 냉용 액상 매체 저장실(40)에 응고된 매체(41)가 융해점 이하로 내려가기 까지는 상당한 시간이 걸리기 때문에 어느 정도의 단전 사고에도 안정적으로 사용할 수 있으며, 심야 전기로도 사용 할 수 있다. 또한, 도 6과 같이 설비를 대형으로 하여 3중 냉용 액상 매체 저장실 (50)내에 파이프라인(56)을 별도의 저장조(300)와 연결하여 냉각된 액상 매체를 순환시켜 직접 냉각용 용액으로 사용하면 식품의 냉동, 빙과 제조, 혈액 응고 등의 급속 냉동 시스템으로 사용 할 수 있는 분야에 다양하게 응용되어 심야 전기로 신규 전환을 촉진 할 수 있는 커다란 경제 효과를 기대할 수 있는데, 이를 단순히 심야 전기로만 사용하는 것이 아니라 주야간 겸용으로 하면 냉방이나 온방 수요가 없는 봄이나 가을철의 계절 적 편차도 줄일 수 있고 크기도 더욱 작게 할 수 있게 되므로 더욱 큰 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 서로 응고점이 다른 3종의 액상 매체 또는 동종의 물질로 물의 농도에 따라 응고점이 달라지는 3종류의 수용액을 이용한 중 냉식 축냉 시스템을 실시하기 위한 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허 청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

서로 응고점이 다른 액상 매체를 이용하는 중 냉식 축냉열 시스템에 있어서, 별도의 주 냉각 장치를 가진 축냉 장치 본체의 상측에는 개폐 가능한 밀폐용 도어가 설치되고 운전을 제어하는 전자 조작 패널이 적당한 장소에 설치됨과 아울러 내측에는 일정한 공간을 가지는 금속 재질의 주 저장실이 형성되고, 본체 내벽과 단 열재로 단열된 주 저장실의 외벽에는 주 냉각 장치로부터 냉각된 냉매를 순환시켜 저온으로 주 저장실을 냉각하는 주 냉각 순환 파이프라인이 설치되고, 주 저장실에는 용도에 따라 특정한 응고점을 갖는 주 저장실 용 액상 매체가 일정 높이까지 저장되며, 주 저장실의 내부에는 주 저장실용 액상 매체와 응고점이 다른 액상 매체가 저장 되는 금속 재질의 중 냉용 액상 매체 저장실이 설치되는 특징을 갖는 중 냉식 축냉열 시스템.
제1항에 있어서, 중 냉용 액상 매체 저장실 안에, 실내기의 냉각 순환 기구를 직접 냉각시키기 위한 액상 매체가 충진 순환되는 파이프라인 장치가 설치되는 특징을 갖는 중 냉식 축냉열 시스템.
제1항에 있어서 중 냉용 액상 매체 저장실 안에, 실내기의 냉각 순환 기구를 열 교환기를 통해 냉각시키기 위한 액상 매체가 충진 순환되는 파이프라인 장치가 설치되는 특징을 갖는 중 냉식 축냉열 시스템.
제 1항에 있어서, 중 냉용 액상 매체 저장실 안에, 3중 냉용 액상 매체가 저장되는 금속 재질의 3중 냉용 액상 매체 저장실이 설치되는 특징을 갖는 중 냉식 축냉열 시스템.
제 4항에 있어서, 중 냉용 액상 매체 저장실 내부의 금속 재질의 3중 냉용 액상 매 체 저장실에, 냉각된 3중 냉용 액상 매체를 별도의 저장고로 순환하는 파이프라인 장치가 설치되는 특징을 갖는 중 냉식 축냉열 시스템.