KR20110103243A - 아이스슬러리 제빙장치 및 이를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 진동에 의한 캐비테이션 현상 및 낙하충격을 이용하여 축열재의 과냉각 상태를 빠르게 해소함으로써 아이스슬러리를 효율적으로 생성할 수 있는 아이스슬러리 제빙장치 및 이를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 축열재를 과냉각시켜 과냉각수를 생성하는 냉동기(100); 과냉각수 유입라인(L1)을 통해 상기 냉동기(100)와 연결된 축열조(200); 및 과냉각수에 초음파 진동을 인가하는 초음파 발생기(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치가 제공된다.

Description

아이스슬러리 제빙장치 및 이를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템{Apparatus for making ice slurry and dynamic ice storage cooling system using the same}

본 발명은 아이스슬러리 제빙장치 및 이를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 진동에 의한 캐비테이션(Cavitation) 현상 및 낙하충격을 이용하여 축열재의 과냉각 상태를 빠르게 해소함으로써 아이스슬러리(Ice slurry)를 효율적으로 생성할 수 있는 아이스슬러리 제빙장치 및 이를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템에 관한 것이다.

일반적으로 빙축열 냉방시스템은 축열재를 결빙시켜 축열조에 저장하고, 축열재에 저장된 잠열을 회수하여 건물의 냉방에 이용하는 열교환시스템을 말한다. 이와 같은 빙축열 냉방시스템은 주간 요금의 1/4 수준인 심야 전기를 이용함으로써 냉방비를 절감할 수 있고, 주야간의 전력수요 격차 및 하절기의 최대전력부하를 줄일 수 있는 이점이 있다. 이로 인해, 에너지부족 국가인 우리나라에서 그 효용성이 날로 증대되고 있다.

빙축열 냉방시스템은 축열재의 종류 및 이용형태에 따라 정적 방식(static type)과 동적 방식(dynamic type)으로 구분할 수 있다. 정적 방식은 제빙장치로부터 생성된 고체상태의 얼음을 비유동 상태로 이용한다. 즉, 얼음과의 열교환을 통하여 브라인을 냉각시키고 이를 순환시키는 방식이다. 대표적으로 캡슐형(capsule type)과 관외착빙형(Ice on coil type)이 있다. 그러나, 정적 빙축열 시스템은 브라인을 이용한 간접 방식으로서 에너지 변환효율이 비교적 낮고, 시스템이 구조적으로 복잡해지는 문제점이 있다.

이에 비하여 동적 방식의 빙축열 냉방시스템(이하, '동적 빙축열 냉방시스템'이라고 함)은 유동성 결정상의 얼음(이하, '아이스슬러리'라고 함)을 생성하고, 일반 배관을 통해 부하까지 직접 수송하는 방식이다. 아이스슬러리는 단위 유량당 냉열수송 능력이 우수할 뿐만 아니라 미세한 얼음분말의 표면적이 모두 열교환면적이 되기 때문에 해빙속도가 빠른 장점이 있다. 이로 인해 동적 빙축열 냉방시스템은 그 구조를 단순화시킬 수 있으며 우수한 냉방성능을 제공할 수 있다. 이때, 아이스슬러리 제빙장치는 동적 빙축열 냉방시스템에 있어서 가장 중요한 장비로써 아이스슬러리를 신뢰성있고 경제적으로 생성할 수 있어야 한다.

한편, 아이스슬러리 제빙장치는 제빙방식에 따라 기계적 방식과 과냉각 해소방식으로 구분할 수 있다. 기계적 방식의 제빙장치는 기계적 구동부를 이용하여 얼음 덩어리를 분쇄하거나, 증발판의 전열면에 형성된 얼음층을 긁어내는 방법을 주로 사용한다. 후자와 관련된 종래기술로 대한민국 등록특허 제0513219호, 제0489933호가 개시되어 있다. 이에 의하면 나선형태의 스크래퍼(scraper)를 이용하여 전열관에 형성된 얼음층을 긁어냄으로써 아이스슬러리를 얻게 된다.

그리고, 과냉각 해소방식의 제빙장치는 과냉각수를 생성하고, 이를 교반하거나 충격판에 충돌시키는 등 과냉각수에 인위적인 충격을 가함으로써 과냉각 상태를 해소하고 미세한 얼음입자가 포함된 아이스슬러리를 생성하게 된다.

그러나, 종래기술에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 아이스슬러리를 얻기 위한 기계적인 구성이 복잡하여 대형화되고, 이에 따라 제작 및 유지보수 비용이 과도하게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 아이스슬러리 제빙장치는 신뢰성이 떨어져서 제빙효율이 크게 떨어지고 소음발생이 큰 문제점이 있다.

본 발명은 아이스슬러리를 생성하기 위한 기계적 구성을 생략함으로써 우수한 경제성 및 정숙성을 제공할 수 있는 초음파를 이용한 아이스슬러리 제빙장치 및 이를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제빙효율이 우수하고 전력소모가 적은 친환경 아이스슬러리 제빙장치 및 이를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 축열재를 과냉각시켜 과냉각수를 생성하는 냉동기(100); 과냉각수 유입라인(L1)을 통해 냉동기(100)와 연결된 축열조(200); 및 과냉각수에 초음파 진동을 인가하는 초음파 발생기(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치에 의해 달성될 수 있다.

그리고, 축열재는 물 또는 3 ~ 10%의 브라인이 포함된 수용액인 것이 바람직하다.

그리고, 냉동기(100)는 축열재를 1차 냉각시키는 제1 열교환기(110)와, 1차 냉각된 축열재를 과냉각시켜 과냉각수를 생성하는 제2 열교환기(120)가 구비된다. 이때, 제1 및 제2 열교환기(110, 120)의 내부 온도를 각각 측정하는 센서와, 센서의 출력신호에 기초하여 냉동기(100) 및 초음파 발생기(300)를 제어하는 제어부가 더 구비된다.

그리고, 축열조(200)는 과냉각수를 분배하여 축열조(200)에 분산 낙하시키는 복수의 디퓨저(210)가 더 구비된다. 이때, 디퓨저(210)는 개폐밸브(212)가 구비된 함체로서 과냉각수가 임시저장될 수 있다.

그리고, 초음파 발생기(300)는 37 ~ 45kHz의 발진 주파수를 갖는다.

그리고, 초음파 발생기(300)는 축열조(200)의 일측에 설치된다.

또한, 초음파 발생기(300)는 디퓨저(210)의 일측에 설치될 수도 있다. 이때, 제1 이송펌프(P1)가 구비되어 축열조(200)에 저장된 과냉각수를 상기 과냉각수 유입라인(L1)으로 반송하는 과냉각수 반송라인(L2)이 더 구비될 수 있다.

또한, 다른 카테고리로서 상기와 같은 본 발명의 목적은 전술한 아이스슬러리 제빙장치; 부하측 열교환기(400); 아이스슬러리 제빙장치의 축열조(200)와 부하측 열교환기(400)를 연결하고, 제2 이송펌프(P2)가 구비된 아이스슬러리 공급라인(L3); 및 부하측 열교환기(400)와 아이스슬러리 제빙장치의 냉동기(100)를 연결하는 축열재 반송라인(L4);을 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 빙축열 냉방시스템에 의해서도 달성될 수 있다. 이때, 부하측 열교환기(400)는 아이스슬러리에 초음파 진동을 인가하는 초음파 발생기(300')가 더 구비되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 초음파 진동에 의한 캐비테이션 현상과 낙하충격을 이용하여 과냉각수의 과냉각 상태를 해소시킴으로써 아이스슬러리의 효율적인 제빙이 가능하다. 즉, 종래 아이스슬러리를 생성하기 위한 기계적 구성이 복잡하였던 것에 비해 제빙장치의 구성을 단순화시킬 수 있고, 이로 인해 아이스슬러리 제빙장치의 제작 및 유지보수비용이 대폭 절감되는 이점이 있다. 그리고, 초음파를 이용함으로써 제빙시 소음이 적게 발생하는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 축열재를 2단계로 냉각하여 냉동기의 급격한 부하 발생을 방지하여 전력소모를 줄이고, 순도가 높은 과냉각수를 공급함으로써 본 발명의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 아이스슬러리 제빙장치를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템은 그 운전방법에 따라 냉방부하의 일부 또는 전부를 부담할 수 있으며, 높은 냉방효율을 갖고 전력소모가 적어서 차세대 친환경 냉방시스템으로써 폭넓게 활용될 수 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치의 디퓨저와 초음파발생장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 제2 실시예에 따른 디퓨저의 변형예를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 동적 빙축열 냉방시스템을 나타내는 구성도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.

[ 아이스슬러리 제빙장치]

(제1 실시예 )

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치를 나타내는 구성도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 도 1에 도시된 바와 같이 냉동기(100), 축열조(200), 초음파 발생기(300) 및 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다. 그리고, 본 발명에 사용되는 축열재는 상변화가능한 물질로서 물 혹은 약 3 ~ 10%의 브라인이 포함된 수용액이 적용된다.

냉동기(100)는 상온의 축열재를 과냉각시켜 과냉각수를 생성하는 역할을 한다. 냉동기(100)기 냉동능력은 약 100 ~ 250RT인 중형이거나 250RT 이상의 대용량인 것이 바람직하다.

냉동기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 열교환기(110)와 제2 열교환기(120)가 구비되어 축열재를 단계적으로 과냉각시키게 된다. 이때, 제1 및 제2 열교환기(110, 120)는 전열면적이 비교적 넓은 판형 열교환기가 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 제1 열교환기(110)는 상온의 축열재를 어는점(물의 경우 0℃)보다 약 1 ~ 5℃높은 온도로 1차 냉각시키게 된다. 그리고, 제2 열교환기(120)는 1차 냉각된 축열재를 어는점보다 약 1 ~ 4℃ 낮은 온도로 급랭시켜 과냉각수를 생성한다. 이때, 제1 및 제2 열교환기(110, 120)에는 축열재의 냉각온도를 정밀하게 제어하기 위한 온도센서(미도시)가 설치된다.

축열조(200)는 냉동기(100)에 의해 생성된 과냉각수가 유입되고, 이후에 설명될 초음파 발생기(300)에 의해 생성되는 아이스슬러리를 저장하는 역할을 한다. 본 실시예에 따르면 축열조(200)는 가로 및 세로길이가 약 10m이고 높이가 대략 7m인 대용량 수조로서, 콘크리트 또는 스테인레스로 제작된다. 축열조(200)는 원통형으로 제작될 수도 있으며 건물의 냉방에 필요한 축열량에 따라 그 크기를 달리할 수 있다. 이와 같은 축열조(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 과냉각수 유입라인(L1)을 통해 냉동기(100)의 제2 열교환기(120)와 연결된다.

한편, 축열조(200)의 상측에는 일정간격으로 배열된 다수의 디퓨저(210)가 구비된다. 본 실시예에 의하면 디퓨저(210)는 도 3에서와 같이 직경이 약 100mm인 배관으로서 말단부의 직경이 확대되는 형상을 갖는다. 그리고, 약 2m × 2m의 면적마다 1개씩 배치됨으로써 과냉각수 유입라인(L1)을 통해 유입되는 과냉각수를 분배하여 축열조(200)에 분산 낙하시키게 된다.

또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 축열조(200) 내에 균일한 빙충전율 분포를 위해 교반기(미도시)가 설치될 수 있다.

초음파 발생기(300)는 축열조(200)에 유입된 과냉각수에 초음파 진동을 인가함으로써 아이스슬러리를 생성시키는 역할을 한다. 초음파 발생기(300)는 진동자와 발진기로 구성되고, 약 37 ~ 45kHz의 발진 주파수로 초음파 진동을 유발시키게 된다. 초음파 발생기(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 축열조(200) 내부로 초음파 진동을 고르게 인가할 수 있도록 축열조(200)의 외측 둘레에 다수개가 일정간격으로 설치된다. 이와 달리 축열조(200)의 바닥면에 설치되는 것도 가능하다.

제어부(미도시)는 냉동기(100) 및 초음파 발생기(300)와 전기적으로 연결되고, 이들을 제어하는 역할을 한다. 제어부(미도시)는 앞서 설명한 제1 및 제2 열교환기(110, 120)에 구비된 온도센서(미도시)로부터 전달받은 출력신호에 기초하여 냉동기(100)의 출력을 조절함으로써 축열재의 냉각온도를 정밀하게 조절한다. 또한, 온도센서(미도시)로부터 전달받은 출력신호에 기초하여 초음파 발생기(300)를 구동시킬 수 있다. 이때, 제어부(미도시)는 미리 설정된 시간 혹은 프로그램에 따라 초음파 발생기(300)를 구동시킬 수 있다.

이하, 도 1을 참고하여 상술된 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치의 작용에 대해서 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 도 1에 도시된 바와 같이 상온의 축열재가 냉동기(100)에 구비된 제1 열교환기(110)와 제2 열교환기(120)를 차례로 거치면서 과냉각 상태로 변환된다. 먼저, 상온의 축열재는 제1 열교환기(110)에서 어는점(물의 경우 0℃)보다 약 1 ~ 5℃높은 온도로 1차 냉각된다. 그리고, 1차 냉각된 축열재는 제2 열교환기(120)에서 어는점보다 약 1 ~ 4℃ 낮은 온도로 빠르게 냉각되어 결정화 과정이 제대로 이루어지지 않게 되고, 결국 과냉각수로 변환된다. 이와 같이 축열재를 2단계로 냉각시키는 이유는 냉동기(100)의 급격한 부하 발생을 방지하여 전력소모를 줄이고, 순도가 높인 과냉각수를 얻기 위함이다.

이후, 과냉각수는 과냉각수 유입라인(L1)을 거쳐 다수의 디퓨저(210)에서 분배되고, 축열조(200)에 낙하하게 된다. 그리고 축열조(200)에 과냉각수가 어느 정도 저장되면, 초음파 발생기(300)가 약 37 ~ 45kHz의 발진 주파수를 갖는 초음파 진동을 지속적으로 혹은 단속적으로 가함으로써(예를 들어, 30초 ~ 3분마다) 아이스슬러리를 생성하게 된다.

이와 같은 아이스슬러리의 생성과정은 초음파 진동에 의한 과냉각수의 캐비테이션 현상에 의해 촉발된다. 캐비테이션 현상은 초음파 진동이 액체에 전파될 때 초음파 진동의 압력변화에 의해 미세기포가 생성되고 소멸되는 현상으로 매우 큰 압력과 고온을 동반한다. 이 압력과 고온은 수 백분의 1초에서 수천 분의 1초 단위 짧은 시간 동안 발생한다. 이와 같은 캐비테이션 현상에 의해 발생된 기포가 터질 때의 압력 및 기포 내에서의 방전은 결정핵의 형성을 촉발시킨다. 그리고, 결정핵을 중심으로 0.1 ~ 0.001mm의 입자경을 갖는 얼음입자가 급격하게 생성됨으로써 유동성을 갖는 아이스슬러리가 생성되는 것이다. 이때, 얼음입자의 생성은 축열조(200)의 상부에서부터 아래방향으로 진행된다.

또한, 과냉각수는 앞서 설명한 디퓨저(210)에서 축열조(300)로의 낙하충격에 의해서도 과냉각 상태가 어느 정도 해소된다. 즉, 낙하충격은 초음파 진동에 의한 과냉각 해소효과를 가속화하여 아이스슬러리의 생성율을 더욱 향상시키게 된다.

한편, 아이스 슬러리의 축열량과 배관 내에서의 유동성을 고려하여 축열조(200) 내의 빙충전율(전체 체적에 대한 얼음입자의 비율)이 약 70%가 될 때까지 초음파 발생기(300)를 가동시키는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 2종류의 운전이 가능하다. 첫번째 운전방법은 축열조(200)에 과냉각수가 채워지면 과냉각수의 유입을 차단하고, 아이스슬러리를 생성하여 저장하였다가 필요한 시간대에 냉방에 이용하는 것이다.

두번째 운전방법은 축열조(200)에 과냉각수를 계속적으로 유입시킴과 동시에 생성된 아이스슬러리를 배출시켜 실시간으로 냉방에 이용하는 것이다.

(제2 실시예)

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치를 나타내는 구성도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 도 2에 도시된 바와 같이 초음파 발생기(300)가 다수의 디퓨저(210)에 설치되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 축열조(200)와 과냉각수 유입라인(L1)을 연결하는 과냉각수 반송라인(l2)이 구비된다는 점에서 제1 실시예와 다르다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치의 디퓨저와 초음파 발생기를 개략적으로 도시한 단면도이다. 디퓨저(210)는 제1 실시예와 마찬가지로 말단부의 직경이 확대된 형상을 갖고, 말단부 외측 둘레에 초음파 발생기(300)가 설치된다. 즉, 본 실시예에 의하면 디퓨저(210)로 유입된 과냉각수에 초음파 진동이 인가되고, 이에 따라 과냉각수는 과냉각 상태가 어느 정도 해소되어 축열조(200)로 낙하하게 된다. 이때, 낙하충격에 의하여 과냉각 상태가 급격하게 해소되고, 아이스슬러리가 생성되는 것이다.

본 실시예에 의하면 과냉각수가 유동하는 상태에서 초음파 진동이 인가되므로 초음파 발생기(300)를 여러 개 설치하여 초음파 진동의 출력을 높일 수 있다.

그리고, 축열조(200)에 저장된 아이스슬러리의 빙충전율이 낮을 경우 축열조(200) 내부의 과냉각수를 과냉각수 유입라인(L1)으로 다시 반송함으로써 아이스슬러리의 빙충전율을 높일 수 있다. 즉, 과냉각수 반송라인(L2)에 설치된 제1 이송펌프(P1)를 가동하여 축열조(200) 하부에 위치하는 과냉각수를 인출하여 반송하게 된다.

도 4는 제2 실시예에 따른 디퓨저의 변형예를 나타내는 단면도이다. 한편, 본 실시예에 따른 아이스슬러리 제빙장치는 도 4에 도시된 바와 같이 디퓨저(210')를 소정 용량의 함체로 구성하고, 디퓨저(210')의 하측에 개폐밸브(212)를 구비시킴으로써 과냉각수를 임시저장할 수 있는 구조를 갖는다. 즉, 개폐밸브(212)를 닫은 상태에서 디퓨저(210')에 저장된 과냉각수에 초음파 진동을 가하고, 아이스슬러리의 빙충전율이 높아진 상태에서 개폐밸브(212)를 개방하여 낙하시키는 것이다.

이와 같은 구조의 아이스슬러리 제빙장치는 과냉각수의 반송과정 없이도 아이스슬러리의 빙충전율을 향상시킬 수 있다.

[동적 빙축열 냉방시스템]

이하, 전술한 아이스슬러리 제빙장치를 이용한 동적 빙축열 냉방시스템에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 동적 빙축열 냉방시스템을 나타내는 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 동적 빙축열 냉방시스템은 아이스슬러리 제방장치에 아이스슬러리 공급라인(L3), 부하측 열교환기(400) 및 축열재 반송라인(L4)이 더 포함된 구성을 갖는다.

아이스슬러리 공급라인(L3)은 아이스슬러리 제빙장치의 축열조(200)에서 생성되어 저장된 아이스슬러리를 부하측 열교환기(400)로 수송하기 위한 배관이다. 즉, 제어부(미도시)에 의해 아이스슬러리 공급라인(L3)에 구비된 제2 이송펌프(P2)의 가동되고, 이에 따라 축열조(200)에 저장된 아이스슬러리가 인출되어 부하측 열교환기(400)로 이송된다.

부하측 열교환기(400)는 빌딩, 공장 등의 중대형 건물에 설치된 공조장치로서, 통상적으로 사용되는 판형 열교환기나 나선형 열교환기일 수 있다. 그리고, 부하측 열교환기(400)는 열교환된 냉열을 순환시키기 위한 냉각팬(410)이 구비된다.

한편, 부하측 열교환기(400)에는 도 5에 도시된 바와 같이 열교환기(400) 내부에 초음파 진동을 가하기 위한 초음파 발생기(300')가 구비된다. 즉, 캐비테이션 현상에 의해 발생되는 압력 및 열을 이용함으로써 아이스슬러리의 해빙과정을 더욱 촉진할 수 있다. 이로 인해 부하측 열교환기(400)에서의 열교환효율 및 냉방효율이 더욱 향상된다.

축열재 반송라인(L4)은 아이스슬러리 제빙장치의 냉동기(100)와 부하측 열교환기(400)를 연결하는 배관이다. 축열재 반송라인(L4)은 부하측 열교환기(400)에서 해빙된 축열재를 냉동기(100)의 제1 열교환기(110)로 반송하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 동적 빙축열 냉방시스템은 야간에 심야전기를 이용하여 아이스슬러리를 생성하여 축열조(200)에 저장하고, 주간의 필요한 시간대에 저장된 아이스슬러리를 이용하여 건물의 냉방에 이용될 수 있다. 또한, 아이스슬러리를 주간에 실시간으로 생성하고 이를 순환시킴으로써 건물의 냉방부하를 전적으로 부담할 수 있다.

100 : 냉동기
110 : 제1 열교환기
120 : 제2 열교환기
200 : 축열조
210, 210' : 디퓨저
212 : 개폐밸브
300, 300' : 초음파발생기
400 : 부하측 열교환기
410 : 냉각팬
L1 : 과냉각수 유입라인
L2 : 과냉각수 반송라인
L3 : 아이스슬러리 공급라인
L4 : 축열재 반송라인
P1 : 제1 이송펌프
P2 : 제2 이송펌프

Claims (12)

1. 축열재를 과냉각시켜 과냉각수를 생성하는 냉동기(100);
   과냉각수 유입라인(L1)을 통해 상기 냉동기(100)와 연결된 축열조(200); 및
   상기 과냉각수에 초음파 진동을 인가하는 초음파 발생기(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 축열재는 물 또는 3 ~ 10%의 브라인이 포함된 수용액인 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉동기(100)는,
   상기 축열재를 1차 냉각시키는 제1 열교환기(110)와,
   상기 1차 냉각된 축열재를 과냉각시켜 상기 과냉각수를 생성하는 제2 열교환기(120)가 포함된 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 열교환기(110, 120)의 내부 온도를 각각 측정하는 센서와,
   상기 센서의 출력신호에 기초하여 상기 냉동기(100) 및 상기 초음파 발생기(300)를 제어하는 제어부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 축열조(200)는 상기 과냉각수를 분배하여 상기 축열조(200)에 분산 낙하시키는 복수의 디퓨저(210)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 디퓨저(210)는 개폐밸브(212)가 구비된 함체로서 상기 과냉각수가 임시저장되는 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 발생기(300)는 37 ~ 45kHz의 발진 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 발생기(300)는 상기 축열조(200)의 일측에 설치된 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 초음파 발생기(300)는 상기 디퓨저(210)의 일측에 설치된 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
10. 제9항에 있어서,
    제1 이송펌프(P1)가 구비되어 상기 축열조(200)에 저장된 상기 과냉각수를 상기 과냉각수 유입라인(L1)으로 반송하는 과냉각수 반송라인(L2)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 아이스슬러리 제빙장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 아이스슬러리 제빙장치;
    부하측 열교환기(400);
    상기 아이스슬러리 제빙장치의 축열조(200)와 상기 부하측 열교환기(400)를 연결하고, 제2 이송펌프(P2)가 구비된 아이스슬러리 공급라인(L3); 및
    상기 부하측 열교환기(400)와 상기 아이스슬러리 제빙장치의 냉동기(100)를 연결하는 축열재 반송라인(L4);을 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 빙축열 냉방시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 부하측 열교환기(400)는 초음파 진동을 인가하는 초음파 발생기(300')가 더 구비된 것을 특징으로 하는 동적 빙축열 냉방시스템.

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