KR20120115676A - 냉방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 겨울철 영하의 외기온도를 이용하여 얼음을 얼려 유지하고 이와 같은 얼음의 해빙수를 여름철 냉방용 냉수로 이용할 수 있는 냉방 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 급수관; 상기 급수관을 통해 전달된 물을 외부에서 유입된 기온이 0℃ 미만인 외부공기로 얼려 얼음으로 저장하거나 상기 얼음이 녹은 해빙수를 저장하는 저장조; 상기 저장조에 상기 외부공기를 유입시키는 외기유입수단; 상기 저장조의 저부에 상기 해빙수를 배출시키는 해빙수배출수단; 및 상기 해빙수배출수단으로부터 배출된 상기 해빙수를 외부의 사용처로 이송하는 해빙수공급부를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 냉방 시스템은 겨울철 영하의 외기온도를 이용하여 얼음을 얼려 유지하고 이와 같은 얼음의 해빙수로 냉방하여 하절기 냉방을 위한 에너지 소비를 현격히 줄일 수 있어 하절기 냉방기 집중 사용 시간대에 전력수급에 차질을 빚던 문제를 해소하고, 나아가 냉방을 위해 소비되는 에너지를 자연력으로 대체하여 이러한 에너지를 제공하기 위한 자원의 소비가 생략되어 자원의 낭비를 줄일 수 있다. 즉, 에너지 절약으로 자원의 낭비를 줄이고 환경오염을 방지하여 지구온난화에 대처할 수 있는 효과가 있다.

Description

냉방 시스템{COOLING SYSTEM}

본 발명은 냉방 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 겨울철 영하의 외기온도를 이용하여 얼음을 얼려 유지하고 이와 같은 얼음의 해빙수를 여름철 냉방용 냉수로 이용할 수 있는 냉방 시스템에 관한 것이다.

지구온난화와 환경오염에 따라 매년 하절기의 기온은 평년 온도를 웃돌고 있다. 따라서, 하절기에 냉방장치의 사용이 늘어나면서 전력수요가 증가하고 이의 전력수급을 위한 추가적인 자원이 소비되어 자원의 고갈과 지구 환경오염이라는 악순환이 지속되고 있는 실정이다.

여기서 하절기의 대표적인 냉방장치로는 에어컨을 들 수 있는데, 아파트와 같은 공동주택에서 에어컨을 이용한 개별 냉방 시설은 하절기에 집중적 사용에 따른 전기소모량이 급증하게 되어 전력난을 불러 일으키는 주요 원인이 된다.

이에 하절기 냉방에 따른 전력수요를 감소시키고 지구 온난화와 에너지 과소비를 방지할 수 있는 공동 주택의 지역 냉방 시스템이 대두되고 있다.

이러한 종래의 지역 냉방 시스템을 도 1을 참고하여 살펴보면, 흡수식 냉동기(20) 측으로 온수를 공급하는 지역 열병합 발전소(10); 상기 지역 열병합 발전소(10)를 통해 공급된 온수의 열을 이용해 냉매액을 가열 증발시키는 증기발생부(일명, 재생기)(30); 상기 증기발생부(30)를 통해 생성된 냉매증기가 냉각용수와 열교환을 통해 액상상태로 응축시키는 응축부(40); 상기 응축된 냉매액이 공동주택(70)의 냉방배관(80)을 통해 공급된 냉방용수와의 열교환을 통해 증발되면서 냉방용수의 온도를 저하시켜 공동주택(70)의 냉방이 이루어지도록 하는 증발부(50); 및 상기 증발부(50)를 통해 기액상태의 냉매를 흡수 저장하여 순환펌프(65)를 통해 증기발생부(30) 내로 공급하는 냉매액 저장부(일명, 흡수기)(60)를 포함한다.

따라서, 종래의 지역 냉방 시스템(1)은 리튬브로마이드액으로 이루어진 냉매가 지역 열병합 발전소(10)로부터 제공된 온수관(12)에 의해 가열 증발되고, 가열 증발된 냉매의 증기는 이송관로(32)를 따라 응축부(40)로 이송되어 외부로부터 냉각용수관(42)을 따라 이송 공급된 냉각용수와 열교환되어 액상 냉매로 응축된다. 이와 같이 응축된 액상 냉매는 증발부(50)에서 냉방배관(80)을 따라 이송되는 냉방용수를 냉각시키고 이와 같이 열을 빼앗긴 냉방용수는 냉방배관(80)을 타고 공동주택(70)의 각 세대별로 제공되어 냉방에 사용된다.

그러나, 이를 위해서는 지역 열병합 발전소(10)라는 별도의 시설이 필요하고 만약 주변에 이러한 시설이 없다면 이를 대체하고 온수를 제공하기 위한 별도의 열원이 필요한 바, 이를 위해서는 열을 발생시키기 위한 많은 양의 에너지 소비가 불가피하다.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 안출된 것으로, 겨울철 영하의 외기온도를 이용하여 얼음을 얼려 유지하고 이와 같은 얼음의 해빙수로 냉방할 수 있어 냉방을 위한 에너지 소비를 현격히 줄일 수 있는 냉방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 자연력을 이용하여 에너지 생산을 위한 별도의 자원 소비를 줄여 자원 낭비를 줄이고 환경오염을 방지하여 지구온난화를 막는데에 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 급수관; 상기 급수관을 통해 전달된 물을 외부에서 유입된 기온이 0℃ 미만인 외부공기로 얼려 얼음으로 저장하거나 상기 얼음이 녹은 해빙수를 저장하는 저장조; 상기 저장조에 상기 외부공기를 유입시키는 외기유입수단; 상기 저장조의 저부에 상기 해빙수를 배출시키는 해빙수배출수단; 및 상기 해빙수배출수단으로부터 배출된 상기 해빙수를 외부의 사용처로 이송하는 해빙수공급부를 포함하는 냉방 시스템을 제공한다.

또한, 상기 저장조는 원기둥 또는 사각기둥의 형태로 내부에 상하로 관통된 관로가 연장되고 복수 개의 층으로 구분되어 상기 층마다 저장실이 마련된다.

또한, 상기 저장실은 내측벽과 이격되게 둘레진 방수포; 및 상기 방수포로부터 상기 내측벽 반대편을 향해 소정길이로 복수 개가 연장된 요철선을 더 포함한다.

또한, 상기 외기유입수단은 상기 저장실의 상부 일측을 여닫고 단열처리된 외기출입문이거나 상기 저장조의 외부에 설치된 송풍기 및 상기 송풍기와 연결되고 상기 관로를 따라 연장되어 상기 저장실의 상부로 각각 분지된 외기유입관이다.

또한, 기온이 0℃ 미만일 때, 상기 외기출입문은 자동으로 열리거나 상기 송풍기는 자동으로 송풍한다.

본 발명에 따른 냉방 시스템은 겨울철 영하의 외기온도를 이용하여 얼음을 얼려 유지하고 이와 같은 얼음의 해빙수로 냉방하여 하절기 냉방을 위한 에너지 소비를 현격히 줄일 수 있다.

따라서, 하절기 냉방기 집중 사용 시간대에 전력수급에 차질을 빚던 문제를 해소하고, 나아가 냉방을 위해 소비되는 에너지를 자연력으로 대체하여 이러한 에너지를 제공하기 위한 자원의 소비가 생략되어 자원의 낭비를 줄일 수 있다.

즉, 에너지 절약으로 자원의 낭비를 줄이고 환경오염을 방지하여 지구온난화에 대처할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 지역 냉방 시스템을 나타낸 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 냉방 시스템을 나타낸 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 냉방 시스템을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 냉방 시스템의 저장실을 나타낸 부분확대도.

이하, 본 발명에 따른 냉방 시스템의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 살펴본다.

본 발명에 따른 냉방 시스템은 겨울철 영하의 외기온도를 이용하여 얼음을 얼려 유지하고 이와 같은 얼음의 해빙수를 여름철 냉방용 냉수로 이용할 수 있는 것으로, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이 급수관(110), 급수관(110)을 통해 전달된 물을 외부에서 유입된 기온이 0℃ 미만인 외부공기로 얼려 얼음으로 저장하거나 상기 얼음이 녹은 해빙수를 저장하는 저장조(120), 저장조(120)에 외부공기를 유입시키는 외기유입수단(130), 저장조(120)의 저부에 상기 해빙수를 배출시키는 해빙수배출수단(140), 해빙수배출수단(140)으로부터 배출된 상기 해빙수를 외부의 사용처로 이송하는 해빙수공급부(150)를 포함한다.

여기서, 저장조(120)는 원기둥 또는 사각기둥의 형태로 내부에 상하로 관통된 관로(121)가 연장되고 복수 개의 층으로 구분되어 상기 층마다 저장실(122)이 마련된다.

따라서, 본 발명에 따른 냉방 시스템은 도 3과 같이 위에서 내려다보았을 때 바람직하게는 원형의 원통 내부 중앙을 관통하는 관로(121)가 마련되고 관로(121)와 상기 원통의 외벽 사이로 공간이 마련되어 물을 수용하고 얼려 저장할 수 있는 저장실(122)이 소정두께를 갖는 링 형태를 보인다. 이러한 저장실(122)은 앞서 설명된 바와 같이 층별로 마련되어 층별 단계적으로 물을 얼리거나 해빙시키도록 관리할 수 있다.

이때, 저장조(120)는 외부와의 열교환이 차단되도록 저장조(120) 중 외벽과 관로(121)와 접하는 벽이 단열벽(126)으로 형성되고 결과적으로는 각 층으로 구분된 저장실(122)은 단열벽으로 차폐된다.

또한, 외기유입수단(130)으로서 바람직하게는 저장실(122)의 상부 일측 또는 양측에 외기출입문(131)이 마련되고 별도의 온도감지부(미도시)와 제어부(미도시)의 제어를 통해 기온이 0℃ 미만일 때 자동으로 열려 영하의 외기를 저장실(122) 내부로 유입시켜 물을 얼린다. 또한, 필요에 따라 임의 조작으로 열러 영상의 외기를 저장실(122) 내부로 유입시켜 얼음을 녹여 사용처로 보낼 냉매로서의 해빙수를 얻을 수 있다.

따라서, 급수관(110)으로부터 공급된 물이 각 층별 저장실(122) 내부에 선택적 혹은 순차적으로 저장되고 외기유입수단(130)을 통해 영하의 외부공기가 저장실(122) 내부로 유입되면 저장실(122) 내부의 물이 얼려지고 단열벽(126)으로 차폐된 저장실(122)의 내부에서 얼음 상태로 저장된다. 그러다가 여름철과 같이 냉방용 냉매로서 해빙수가 필요할 경우 저장실(122)의 단열을 해제하거나 외기유입수단(130)을 통해 영상의 외부 공기를 저장실(122) 내부로 유입되면 상기 얼음이 녹아 해빙수가 생성되고 이러한 해빙수는 해빙수배출수단(140) 및 해빙수공급부(150)를 통해 외부의 사용처로 이송되어 상기 외부의 사용처에 설치된 냉방장치(미도시)에 냉매로서 활용된다.

그 결과, 겨울철 영하의 외기온도를 이용하여 얼음을 얼려 유지하고 여름철에 이와 같은 얼음이 녹아 생성된 해빙수를 냉방에 필요한 냉매로 제공함에 따라 하절기 냉방을 위한 에너지 소비를 현격히 줄일 수 있다.

따라서, 하절기 냉방기 집중 사용 시간대에 전력수급에 차질을 빚던 문제를 해소하고, 나아가 냉방을 위해 소비되는 에너지를 자연력으로 대체하여 이러한 에너지를 제공하기 위한 별도의 자원 소비가 생략되어 자원을 절약할 수 있다.

즉, 에너지 절약으로 자원의 낭비를 줄이고 환경오염을 방지하여 지구온난화에 대처할 수 있는 큰 효과를 볼 수 있다.

또한, 겨울철 기온이 0℃ 미만이 될 때는 자동으로 외기를 즉각 유입시켜 물을 얼리는 에너지원으로 적극 사용할 수 있다.

각각을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

급수관(110)은 외부의 수원으로부터 물을 전달받아 저장실(122)까지 전달하는 이동통로가 되는 것으로 이와 같이 외부의 수원으로부터 제공된 물이 급수관(110)을 통해 저장실(122)까지 전달되기 위해서는 바람직하게는 저장조(120)의 하부에 배치되고 수원공급관(111)을 통해 외부의 수원으로부터 물을 공급받아 저장하는 제 1 저수조(113), 제 1 저수조(113)와 급수관(110)의 사이로 개재되어 제 1 저수조(113)의 물을 저장조(120)의 저장실(122)로 강제 이송시키는 급수펌프(114)를 더 포함한다.

여기서, 제 1 저수조(113)에는 외부의 수원으로부터 물이 공급되어 채워질 수 있으나 후술하는 바와 같이 외부의 사용처로 제공되었다가 최종 환수된 해빙수가 전달되어 채워질 수 있다.

따라서, 외부의 수원으로부터 공급되어 채워진 물은 본 발멸에 따른 냉방 시스템의 내부에서 지속적으로 순환하는 사이클을 보이는 것으로 외부의 수원 공급은 1회 또는 소량의 보충만으로 충분하고 그 결과, 물자원의 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 저장실(122)의 내부 공간 중간 중간의 상부에는 급수관(110)과 연결되어 물을 흩어 뿌리는 분사구(115)를 더 포함할 수 있다. 이러한 분사구(115)는 바람직하게는 급수관(110)에서 층별 저장실(122)로 분지된 분지관(112)에 장착된 밸브(117)를 통해 저장실(122)마다 선택적으로 물을 분사할 수 있다.

따라서, 외부의 수원으로부터 공급된 물은 제 1 저수조(113)에 채워지고 선택적으로 작동되는 밸브(117)와 이에 연결된 분지관(112) 및 분사구(115)를 통해 각 층별 저장실(122)로 순차적 또는 선택적으로 제공될 수 있다.

특히, 외기유입수단(130)이 작동하여 0℃ 미만의 외기가 저장실(122) 내부로 유입될 때에는 바람직하게는 외기가 유입되는 동일한 저장실(122)의 분사구(115)를 통해 물이 공급되어 얼음을 추가 생성할 수 있다. 이때, 후술하는 바와 같이 저장실(122)에 마련된 수위감지수단(125)으로 채워진 물 또는 얼음의 수위가 상한선에 도달한 경우에는 자동으로 물공급이 중단되고 0℃ 미만의 외기만 유입되어 얼음을 단단하게 지속적으로 냉동시킨다.

저장조(120)는 급수관(110)을 통해 전달된 물을 외부에서 유입된 기온이 0℃ 미만인 외부공기로 얼려 얼음으로 저장하거나 상기 얼음이 녹은 해빙수를 저장하는 것으로 바람직하게는 앞서 설명한 바와 같이, 원기둥 또는 사각기둥의 형태로 내부에 상하로 관통된 관로(121)가 연장되고 복수 개의 층으로 구분되어 상기 층마다 저장실(122)이 마련된다.

즉, 저장조(120)는 내부 중앙에 관로(121)가 배치되는 공간이 마련된 소정높이의 원기둥 형태의 저장실(122)이 층층이 적층된 것이다.

이러한 저장조(120)의 외부와 저장실(122)로 구분된 내부는 바람직하게는 콘크리트 구조물로 마련될 수 있고 저장조(120) 중 외벽 및 관로(121)와 접하는 벽은 단열벽(126)으로 마련되어 결과적으로는 저장실(122)은 단열벽(126)으로 차폐된다.

또한, 저장조(120)는 바람직하게는 지하에 마련되어 마치 석빙고와 같이 여름철에도 외부의 열기가 차단되어 내부의 얼음이 효과적으로 보존될 수 있다.

따라서, 저장실(122)의 내부에 저장된 얼음은 후술하는 바와 같이 보조냉각팬(129) 만의 작동으로 여름철까지 얼음 상태를 충분히 유지할 수 있다.

또한, 저장실(122)은 바람직하게는 도 4와 같이, 내측벽과 이격되게 둘레진 방수포(123), 방수포(123)로부터 상기 내측벽 반대편을 향해 소정길이로 복수 개가 연장된 요철선(124)을 더 포함한다.

이는 콘크리트 구조물로 형성된 저장실(122)의 내측벽이 물과 직접 닿아 물이 얼고 녹는 부피변화의 과정을 통해 파괴될 수 있기 때문에, 저장실(122)의 내부에는 상기 내측벽과 물이 접촉하는 것을 방지하고 물과 얼음의 부피변화에 탄력적으로 대응할 수 있는 보호막으로써 방수포(123)를 둘러 물과 내측벽과의 접촉을 차단한다.

따라서, 방수포(123)의 내부로 담기는 물과 저장실(122)의 내측벽과는 실질적으로 이격되어 물이 얼고 녹는 부피 변화에 따른 상기 내측벽의 파손을 방지할 수 있다.

이때, 요철선(124)은 순차적으로 채워진 물이 어는 과정에서 요철선(124)이 물 내부로 배치된 상태로 얼어 얼음과 결합되는 것으로 얼음과 방수포(123)를 고정시킨다. 이로 인해 이미 얼려진 아래의 얼음 층 위로 물이 채워지더라도 방수포(123)는 요철선(124)을 매개로 저부의 얼음과 고정되어 채워지는 물의 수압으로 방수포(123)가 측방으로 벌어지는 것이 방지된다.

따라서, 방수포(123)와 저장실(122) 내측벽의 이격은 그대로 유지되고, 얼음 위로 채워진 물의 수압으로 방수포(123)가 측방으로 밀려 내측벽과 맞닿아 수압을 내측벽에 그대로 전가하거나 방수포(123)가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 방수포(123)는 바람직하게는 상단에 수위감지수단(125)을 더 포함한다.

따라서, 수위감지수단(125)까지 물 또는 얼음의 수위가 높아지면 제어부(미도시)의 제어에 따라 해당 저장실(122)의 밸브(117)가 닫혀 분지관(112) 및 분사구(115)를 통해 더 이상 물이 공급되지 않고 저장실(122)의 수위가 상한선을 넘는 것을 방지할 수 있다.

또한, 저장실(122)의 상부에는 보조냉각팬(129)을 더 포함할 수 있다.

따라서, 겨울철이라도 영하의 날씨가 아닐 때 또는 간절기, 나아가 여름철에도 필요에 따라 저장실(122)의 얼음 상태를 유지하게 할 수 있다. 이때, 저장실(122)은 사방이 단열벽(126)으로 차폐되어 있기 때문에 보조냉각팬(129)의 적은 전력소모로도 충분히 얼음 상태를 유지할 수 있다.

외기유입수단(130)은 저장조(120) 내부 즉, 각각의 저장실(122)에 상기 외부공기를 유입시키는 것으로 바람직하게는 저장실(122)의 상부 일측을 여닫는 단열처리된 외기출입문(131)이거나 저장조(120)의 외부에 설치된 송풍기(132) 및 송풍기(132)와 연결되고 관로(121)를 따라 연장되어 저장실(122)의 상부로 각각 분지되어 개폐 가능한 유입구(134)가 마련된 외기유입관(133)일 수 있다.

이때, 외기출입문(131)의 경우 기온이 0℃ 미만일 때 자동으로 열리는 것으로, 외부의 기온감지센서(미도시)와 이에 연결된 제어부(미도시)를 통해 작동되는 작동실린더(미도시) 내지 모터(미도시)가 외기출입문(131)의 말단 내지 회전축과 연결될 수 있다.

따라서, 기온이 0℃ 미만으로 떨어지면 이를 감지한 상기 기온감지센서로부터 신호를 전달받은 상기 제어부는 상기 작동실린더 내지 모터에 작동신호를 전달하여 외기출입문(131)의 말단이 상기 작동실린더의 신장으로 밀리거나 외기출입문(131)의 회전축이 상기 모터로부터 회전력을 인가받아 회전하는 것으로 외기출입문(131)이 자동으로 열려 영하의 외부공기가 저장실(122) 내부로 유입될 수 있다.

또는 이와 같은 상기 기온감지센서와 상기 제어부에 따른 자동제어가 송풍기(132)와 연계되어 기온이 0℃ 미만으로 떨어지면 상기 기온감지센서가 이러한 감지정보를 상기 제어부에 전달하고 제어부는 송풍기(132)에 작동신호를 전가하여 송풍기(132)를 돌려 외부공기가 외기유입관(133)을 통해 저장실(122) 내부로 유입된다.

이와 같은 외기출입문(131)과 송풍기(132) 및 외기유입관(133)은 병행해서 설치 및 작동될 수 있음은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

한편, 외기유입수단(130)은 저장실(122) 내부의 얼음이 녹아 여름철 냉방용 냉매로서 해빙수가 생성되도록 저장실(122) 내부로 영상의 외부공기도 유입시키는 것으로, 여름철 임의 조작을 통해 저장실(122)별 선택적으로 외기출입문(131)이 열리거나 송풍기(132)의 작동 및 해당 저장실(122)의 유입구(134) 개방으로 영상의 외부공기가 각각의 저장실(122) 내부에 선택적으로 유입될 수 있다.

따라서, 여름철 영상의 외부공기 유입으로 일부 저장실(122)의 얼음이 녹아 해빙수로 배출되고 이러한 해빙수는 외부의 사용처에 냉매로 공급된다.

해빙수배출수단(140)은 저장실(122)의 저부에 마련되어 해빙수공급부(150)와 연결되고 내부에 개폐튜브(미도시)가 장착된 해빙수배출장치(141), 상기 개폐튜브에 압축공기를 제공하는 공기압축기(142)를 포함한다. 이때 상기 압축공기는 선택적으로 상기 개폐튜브(미도시)에 주입될 수 있고 역으로 제거될 수 있다.

따라서, 평소에는 공기압축기(142)에서 제공된 압축공기로 개폐튜브(미도시)가 팽창하고 맞물려 해빙수배출장치(141) 내부의 배출구(미도시)를 닫은 상태를 유지한다. 그 결과, 저장실(122)에 저장된 물 내지 해빙수가 저장실(122) 외부로 배출되는 것이 방지된다.

그리고, 필요에 따라 해빙수의 선택적 배출이 요구될 시에는 상기 개폐튜브(미도시)로부터 압축공기가 제거되어 개폐튜브(미도시)의 수축으로 상기 배출구(미도시)가 열려 저장실(122) 내부의 해빙수는 외부로 배출된다.

해빙수공급부(150)는 해빙수배출장치(141)로부터 배출된 상기 해빙수를 외부의 사용처로 이송하는 것으로 바람직하게는 관로(121)를 따라 연장되고 분지된 말단이 해빙수배출장치(141)와 연결된 해빙수배출관(151), 해빙수배출관(151) 중 상기 분지된 말단의 반대편 말단과 연결되어 상기 해빙수를 전달받고 내부에 마련된 필터(미도시)를 통해 상기 해빙수를 여과시키는 해빙수여과장치(152), 해빙수여과장치(152)와 연결된 해빙수공급펌프(153), 해빙수공급펌프(153)와 연결되어 상기 외부의 사용처로 연장된 해빙수공급관(154)을 포함한다.

따라서, 해빙수배출장치(141)를 통해 외부로 배출된 해빙수는 해빙수배출관(151)을 타고 해빙수여과장치(152)에 저장되고 이때 내부의 필터(미도시)를 통해 해빙수는 이물질이 제거된 순수한 냉매로 걸러지고 이와 같이 걸러진 해빙수는 해빙수공급펌프(153)의 가압으로 외부의 사용처까지 해빙수공급관(154)을 타고 이송된다.

따라서, 외부의 사용처에 설치된 냉방장치(미도시)는 이물질이 걸러진 순순한 냉매로서의 해빙수를 제공받아 실내 및 작업지 등에 냉풍을 발생시킨다.

이렇게 사용된 해빙수는 다시 본 발명에 따른 냉방 시스템(100)으로 환수될 수 있다. 즉, 이렇게 환수된 해빙수는 여전히 낮은 온도를 유지하고 있어 이를 다시 냉매로 사용할 수 있는바, 본 발명에 따른 냉방 시스템(100)은 바람직하게는 우수 또는 상기 외부의 사용처로부터 환수된 상기 해빙수를 저장하는 제 2 저수조(0, 상기 외부의 사용처로부터 제 2 저수조(170)로 연장된 환수관(171), 상기 우수 또는 상기 환수된 해빙수를 상기 외부의 사용처로 이송하는 냉수공급관(172), 제 2 저수조(170)와 냉수공급관(172) 사이로 개재된 냉수펌프(173)를 더 포함한다.

여기서, 제 2 저수조(170)는 우수 또는 상기 환수된 해빙수를 저장하는 것으로, 이때 우수를 저장하기 위해 저장조(120)의 상부에는 하방으로 패인 형상을 보이고 내리는 비가 모여 집중될 수 있는 우수집중부(160)가 형성될 수 있고 상면 일측에는 우수집중부(160)에 저장된 빗물 즉, 우수가 유입되는 우수유입구(134)와 우수유입구(134)로 유입된 우수를 이송하고 저장하여 제 2 저수조(170)로 전달하는 우수유입관(162) 및 우수저장조(163)가 마련될 수 있다.

따라서, 내린 빗물은 우수집중부(160)에 집중되었다가 우수유입구(134), 우수유입관(162), 우수저장조(163)를 거쳐 제 2 저수조(170)로 이송되고 이와 같은 빗물 즉, 우수는 그 수온이 낮아 상기 외부의 사용처에 설치된 냉방장치의 냉매로 사용될 수 있다.

한편, 해빙수공급관(154)을 통해 상기 외부의 사용처로 이송되어 사용된 해빙수는 다시 환수관(171)을 통해 제 2 저장조(120)로 유입되는데 이렇게 환수된 해빙수 또한 그 수온이 낮아 상기 외부의 사용처에 설치된 냉방장치의 냉매로 재 사용될 수 있다.

따라서, 제 2 저수조(170)에 유입된 우수 또는 환수된 해빙수는 냉수펌프(173)와 냉수공급관(172)을 통해 외부의 사용처로 이송되어 냉방장치(미도시)에 냉매로서 활용될 수 있다.

그리고, 재차 사용되어 수온이 냉매로서 적합하지 않게 오른 최종 환수된 해빙수는 별도의 이송관(미도시)으로 제 1 저수조(113)로 이송되었다가 저장실(122)에 공급되는 물로 사용될 수 있다.

이하, 지금까지 설명된 본 발명에 따른 냉방 시스템(100)의 작동관계를 이미 설명된 도면을 참조하여 상세히 살펴본다.

우선, 제 1 저수조(113)에는 외부의 수원으로부터 물이 공급되거나 후술하는 바와 같이 외부의 사용처로 제공되었다가 최종 환수된 해빙수가 공급되는 것으로 물이 채워진다.

이 상태에서, 겨울철 외부공기의 온도가 0℃ 미만이 되면 급수펌프(114)를 통해 제 1 저수조(113)의 물이 저장실(122)로 이송되고 분사구(115)로 분사됨과 동시에 외기유입수단(130) 즉, 외기출입문(131) 또는 송풍기(132)가 작동하여 저장실(122) 내부로 영하의 외기를 유입시켜 내부에 공급되는 물을 얼린다.

이러한 저장실(122) 내부의 물 공급과 얼음 생성이라는 일련의 과정은 기온감지센서(미도시)와 제어부(미도시)를 통해 밸브(117)와 외기유입수단(130)이 자동제어되어 저장실(122)별로 선택적이거나 순차적으로 행해질 수 있다.

이와 같이 얼음이 채워진 상태에서 단열벽(126)으로 차폐된 저장실(122)의 내부는 보조냉각팬(129)의 작동으로 얼음이 녹지 않고 여름철 냉방용 냉매로서 해빙수를 제공할 때까지 얼음 상태를 유지한다.

이 상태에서, 여름철 냉방장치에 사용되는 냉매로서 해빙수가 필요한 때에는 저장실(122)별 선택적이거나 순차적으로 보조냉각팬(129)이 정지하고 적극적으로는 외기유입수단(130)이 작동하여 영상의 외부공기의 유입으로 해당 저장실(122)의 얼음이 해빙된다.

이때 외기유입수단(130)으로서 외기출입문(131)의 개방 또는 송풍기(132) 및 외기유입관(133)의 외기유입은 작업자의 임의 조작으로 작동될 수 있고 이에 대한 이해는 당업자에게 자명할 것이다.

따라서, 해당 저장실(122)의 얼음이 녹이 해빙수가 생성되면 해빙수배출장치(141) 내의 개폐튜브(미도시)의 압축공기가 제거되어 배출구(미도시)가 열리고 이를 통해 해빙수는 저장실(122) 외부로 배출된다.

이와 같이 배출된 해빙수는 해빙수배출관(151)을 타고 해빙수여과장치(152)를 경유하여 이물질이 걸러진 후 해빙수공급펌프(153)를 통해 가압되어 해빙수공급관(154)을 타고 외부의 사용처에 설치된 냉방장치(미도시)로 전달된다.

이때, 냉방장치(미도시)에서 사용된 해빙수는 다시 제 2 저수조(170)로 환수되고 이와 같이 환수된 해빙수는 여전히 낮은 수온을 유지하는 것으로 냉수펌프(173)의 가압으로 냉수공급관(172)을 통해 외부의 사용처로 재차 제공될 수 있다.

지금까지 설명된 냉방 시스템(100)은 바람직하게는 공동주택단지 등의 지역 난방에 초점을 맞추어 설명되었으나, 경우에 따라 단독주택 내지 개별 냉방장치에 직접 로컬로 연결되어 단독으로 사용되는 것도 무방할 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 지나지 않는바, 다양한 변형이 있을 수 있다. 하지만, 이들 변형이 본 발명의 기술사상에 포함된다면 본 발명의 권리범위 내에 있다 해야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범를 통해 당업자에게 쉽게 파악될 수 있다.

100: 냉방 시스템 110: 급수관
111: 수원공급관 112: 분지관
113: 제 1 저수조 114: 급수펌프
115: 분사구 117: 밸브
120: 저장조 121: 관로
122: 저장실 123; 방수포
124; 요철선 125: 수위감지수단
126: 단열벽 129: 보조냉각팬
130: 외기유입수단 131; 외기출입문
132; 송풍기 133; 외기유입관
134; 유입구 140: 해빙수배출수단
141: 해빙수배출장치 142; 공기압축기
150: 해빙수공급부 151: 해빙수배출관
152; 해빙수여과장치 153: 해빙수공급펌프
154; 해빙수공급관 160; 우수집중부
161: 우수유입구 162: 우수유입관
163: 우수저장조 170: 제 2 저수조
171: 환수관 172: 냉수공급관
173: 냉수펌프 I: 얼음
W: 물

Claims (5)

1. 급수관;
   상기 급수관을 통해 전달된 물을 외부에서 유입된 기온이 0℃ 미만인 외부공기로 얼려 얼음으로 저장하거나 상기 얼음이 녹은 해빙수를 저장하는 저장조;
   상기 저장조에 상기 외부공기를 유입시키는 외기유입수단;
   상기 저장조의 저부에 상기 해빙수를 배출시키는 해빙수배출수단; 및
   상기 해빙수배출수단으로부터 배출된 상기 해빙수를 외부의 사용처로 이송하는 해빙수공급부를 포함하는 냉방 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 저장조는 원기둥 또는 사각기둥의 형태로 내부에 상하로 관통된 관로가 연장되고 복수 개의 층으로 구분되어 상기 층마다 저장실이 마련된 냉방 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 저장실은 내측벽과 이격되게 둘레진 방수포; 및
   상기 방수포로부터 상기 내측벽 반대편을 향해 소정길이로 복수 개가 연장된 요철선을 더 포함하는 냉방 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 외기유입수단은
   상기 저장실의 상부 일측을 여닫고 단열처리된 외기출입문이거나 상기 저장조의 외부에 설치된 송풍기 및 상기 송풍기와 연결되고 상기 관로를 따라 연장되어 상기 저장실의 상부로 각각 분지된 외기유입관인 냉방 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   기온이 0℃ 미만일 때, 상기 외기출입문은 자동으로 열리거나 상기 송풍기는 자동으로 송풍하는 냉방 시스템.
   

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