KR20170008135A

KR20170008135A - 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템

Info

Publication number: KR20170008135A
Application number: KR1020160011413A
Authority: KR
Inventors: 김성현
Original assignee: 주식회사 성지공조기술
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-01-23

Abstract

본 발명은 냉수공급라인을 통해서 공급된 냉수를 이용하여 부하측과 열교환을 하며, 열교환된 냉수를 냉수회수라인을 통해서 송출하는 부하측기기와; 상기 부하측기기에서 온도가 높아진 냉수의 열을 흡수하여 냉매를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 증발된 냉매 증기를 압축시키는 압축기와, 압축된 냉매 증가를 냉각수 공급라인을 통해 공급된 냉각수와 열교환이 이루어져 냉매를 응축시키는 응축기와 응축된 냉매가 팽창되도록 하는 팽창기로 이루어지며, 냉각수 회수라인을 통해서 냉각수를 송출하며, 상기 냉수공급라인을 통해서 냉수를 상기 부하측기기로 공급하는 냉동기와; 냉각수가 상기 냉각수공급라인을 통하여 상기 냉동기 측으로 공급되어 열교환이 이루어지도록 하며, 상기 냉동기와 일체로 구비되는 냉각탑과; 상기 냉수공급라인 상에 배치되어 상기 냉수가 상기 부하측기기로 공급되도록 하는 냉수펌프와, 상기 냉각수회수라인 상에 배치되어 상기 냉각수가 상기 냉각탑으로 회수되도록 하는 냉각수펌프로 구성된 펌프부를; 포함함으로써, 냉동기와 냉각탑 사이의 거리를 근접하게 하여 이들을 연결하는 냉각수회수라인 상에 설치되는 펌프의 구동에 소요되는 전력을 감소시키으로써 경비를 절감하고 건물의 지하에 냉동기를 설치하기 위한 별도의 공간을 확보하지 않도록 하여 건물의 공간 활용도를 높일 수 있다.

Description

냉각탑 상부 일체형 냉동시스템{REFRIGERATING SYSTEM UNITED COOLING TOWER IN THE UPPER}

본 발명은 냉동시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 냉각탑과 냉동기를 일체로 구비한 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템에 관한 것이다.

일반적으로 대형 건물에는 지하층에는 냉방에 이용될 열원을 생산하기 위한 냉동기, 냉동기에서 생산된 열원인 냉수를 공급하기 위한 냉수펌프가 배치되고, 각 층에는 냉수펌프에 의해 이송된 냉수를 이용하여 열교환된 냉공기를 각 실로 이송시켜주는 공기조화기, 그리고 한정된 실내 냉방을 위한 휀코일 유닛, 전산실과 같은 전자장비실의 일정한 온도와 습도를 유지하기 위한 항온항습기 등과 같은 중앙공급식 냉방시스템이 설치되어 있다.

도 1은 종래의 냉방시스템의 구조를 개략적으로 도시한 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 냉방시스템은 냉방을 위하여 냉수펌프(5)와 냉각수펌프(4) 및 냉동기(1)를 지하기계실에 설치하고, 냉각탑(3)은 옥상에 설치하는 것이 일반적이다.

그러나, 이러한 구조의 냉방시스템은 냉동기(1)와 냉각탑(3)의 설치높이의 차이로 높은 양정과 냉각수 입출구 온도차가 5 ~ 5.5℃로 작아서 냉각수 유량이 많아 상대적으로 냉각수 순환펌프(4)의 동력과 배관경이 커진다.

그리고, 냉수 역시 입출구 온도차가 5℃로 작아져서 냉수유량이 많아져 상대적으로 냉수 순환펌프(5)의 동력과 배관경 및 실내기의 풍량 증가로 크기가 커지게 된다.

따라서, 종래의 흡수식 냉방 시스템은 설치비와 유지관리비가 많이 들고, 설치면적이 커지는 문제점이 있다.

또한, 지하에 별도의 기계실이 필요하므로 옥상 발코니 등 유휴 공간을 활용하지 못하여 건축비가 증가하고 공사기간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 냉동기와 냉각탑을 일체로 구비함으로써 냉동기와 냉각탑 사이의 거리를 근접하게 함으로써 이들을 연결하는 냉각수회수라인 상에 설치되는 펌프의 구동에 소요되는 전력을 감소시키으로써 경비를 절감하고 건물의 지하에 냉동기를 설치하기 위한 별도의 공간을 확보하지 않도록 하여 건물의 공간 활용도를 높일 수 있는 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 냉수공급라인을 통해서 공급된 냉수를 이용하여 부하측과 열교환을 하며, 열교환된 냉수를 냉수회수라인을 통해서 송출하는 부하측기기와; 상기 부하측기기에서 온도가 높아진 냉수의 열을 흡수하여 냉매를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 증발된 냉매 증기를 압축시키는 압축기와, 압축된 냉매 증가를 냉각수 공급라인을 통해 공급된 냉각수와 열교환이 이루어져 냉매를 응축시키는 응축기와 응축된 냉매가 팽창되도록 하는 팽창기로 이루어지며, 냉각수 회수라인을 통해서 냉각수를 송출하며, 상기 냉수공급라인을 통해서 냉수를 상기 부하측기기로 공급하는 냉동기와; 냉각수가 상기 냉각수공급라인을 통하여 상기 냉동기 측으로 공급되어 열교환이 이루어지도록 하며, 상기 냉동기와 일체로 구비되는 냉각탑과; 상기 냉수공급라인 상에 배치되어 상기 냉수가 상기 부하측기기로 공급되도록 하는 냉수펌프와, 상기 냉각수회수라인 상에 배치되어 상기 냉각수가 상기 냉각탑으로 회수되도록 하는 냉각수펌프로 구성된 펌프부를; 포함한 것을 특징으로 하는 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템을 제시한다.

여기서, 상기 냉동기와 상기 냉각탑 사이에는 이들의 내부공간을 분할하는 별도의 격벽이 설치되고, 상기 냉각탑의 내부에는 상기 냉매의 응축에 사용되는 상기 냉각수가 수용된 수조가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 냉각탑는 상기 수조가 일정 높이에 배치되도록 상기 냉동기의 상부에 적층된 형태로 배치될 수 있다.

또한, 상기 냉각수펌프가 설치된 상기 냉각수회수라인과 연결된 냉각수공급라인은 상기 냉각수펌프에 일정한 압력이 가압될 수 있도록 상기 수조의 저부면 일측과 연결될 수 있다.

아울러, 상기 냉동기 및 상기 냉각탑은 건물의 옥상 또는 실외에 배치될 수 있다.

본 발명은 냉동기와 냉각탑을 일체로 구비함으로써 냉동기와 냉각탑 사이의 거리를 근접하게 함으로써 이들을 연결하는 냉각수회수라인 상에 설치되는 펌프의 구동에 소요되는 전력을 감소시키으로써 경비를 절감하고 건물의 지하에 냉동기를 설치하기 위한 별도의 공간을 확보하지 않도록 하여 건물의 공간 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 냉동시스템의 구조를 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템의 구조를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템의 구조를 도시한 평면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템은, 냉수공급라인(110)을 통해서 공급된 냉수를 이용하여 부하측과 열교환을 하며, 열교환된 냉수를 냉수회수라인(120)을 통해서 송출하는 부하측기기(100)와; 상기 부하측기기(100)에서 온도가 높아진 냉수의 열을 흡수하여 냉매를 증발시키는 증발기(204)와, 상기 증발기(204)에서 증발된 냉매 증기를 압축시키는 압축기(201)와, 압축된 냉매 증기를 냉각수 공급라인(210)을 통해 공급된 냉각수와 열교환이 이루어져 냉매를 응축시키는 응축기(202)와 응축된 냉매가 팽창되도록 하는 팽창기(203)로 이루어지며, 냉각수 회수라인(220)을 통해서 냉각수를 송출하며, 상기 냉수공급라인(110)을 통해서 냉수를 상기 부하측기기(100)로 공급하는 냉동기(200)와; 냉각수가 상기 냉각수공급라인(210)을 통하여 상기 냉동기(200) 측으로 공급되어 열교환이 이루어지도록 하며, 상기 냉동기(200)와 일체로 구비되는 냉각탑(300)과; 상기 냉수공급라인(110) 상에 배치되어 상기 냉수가 상기 부하측기기(100)로 공급되도록 하는 냉수펌프(410)와, 상기 냉각수회수라인(220) 상에 배치되어 상기 냉각수가 상기 냉각탑(300)으로 회수되도록 하는 냉각수펌프(420)로 구성된 펌프부(400)를; 포함하여 구성되어 있다.

상기 부하측은 일반적으로 냉방이 필요하거나, 항온항습 제어가 필요한 실내로서, 전산실, 사무실 등 다양한 공간이 될 수 있다.

부하측기기(100)는 부하측에 설치되는 공조기기로서, 팬코일 유닛 등이 해당될 수 있는데, 이러한 부하측기기(100)는 냉수공급라인(110)을 통해서 공급된 냉수와 부하측 공기를 열교환하도록 하여, 부하측 공기를 냉각시킬 수 있도록 일측에 냉수공급라인(110)이 연결되어 있다.

이러한 냉수공급라인(110) 상에는 신속하고 원활하게 냉수가 부하측기기(100)로 공급될 수 있도록 별도의 냉수펌프(410)가 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 부하측 공기를 냉각시키는 과정에서 데워진 냉수를 다시 냉동기(200) 측으로 송출하여 냉각시킬 수 있도록 부하측기기(100)의 타측에는 데워진 냉수를 냉동기(200) 측으로 송출하는 통로가 되는 냉수회수라인(120)이 연결되어 있다.

여기서, '냉수'라 함은 냉동기(200)와 부하측 기기(100) 사이에서 순환하는 냉매를 일컫는다.

냉동기(200)는 냉각수공급라인(210)을 통해서 공급된 냉각수와, 냉수회수라인(120)을 통해서 회수된 냉수 간의 열교환이 이루어지도록 하고, 냉각수회수라인(220)을 통해서 냉각수를 송출하며, 냉수공급라인(110)을 통해서 부하측기기(100)로 냉수를 공급하는 역할을 한다.

이러한 냉동기(200)의 구성을 구체적으로 살펴보면, 냉동기(200)는 부하측기기(100)에서 온도가 높아진 냉수의 열을 흡수하여 냉매를 증발시키는 증발기(204)와, 상기 증발기(204)에서 증발된 냉매 증기를 압축시키는 압축기(201)와, 압축된 냉매 증기를 냉각수 공급라인(210)을 통해 공급된 냉각수와 열교환이 이루어져 냉매를 응축시키는 응축기(202)와 응축된 냉매가 팽창되도록 하는 팽창기(203)로 구성되어 있다.

압축기(201)는 증발기(204)에서 나오 냉매를 비교적 높은 온도에서 용이하게 압축시키기 위하여 상기 냉매의 압력을 낮춘 후에 냉매 유량을 조절하여 적정량을 응축기(202)로 공급하는 역할을 한다.

응축기(202)는 압축기(201)에서 공급받은 저온, 저압의 냉매가 기화하면서 열교환이 이루어지도록 하는 역할을 하며, 이때 냉매는 기체와 액체의 혼합상태가 된다.

그리고, 응축기(202)는 압축기(201)에서 공급받은 저온, 저압의 냉매가 기화하면서 냉각수와 열교환이 이루어질 수 있도록 냉각수공급라인(210) 및 냉각수회수라인(220)과 연결되어 있다.

팽창기(203)는 응축기(202)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 역할을 한다.

증발기(204)는 팽창기(203)에서 나온 고온, 고압의 냉매의 열을 빼앗아 액화시켜 중온, 고압의 냉매가 형성되도록 하는 역할을 하며, 이러한 냉매를 다시 압축기(201)로 공급하여 상술한 압축기(201), 응축기(202), 팽창기(203), 증발기(204)를 순환함으로써 냉각 작용이 이루어지도록 한다.

증발기(204)는 응축된 냉매를 부하측기기(100)로 송출하여 열교환이 이루어지도록 함으로써 부하측기기(100)의 냉각이 이루어지도록 한 후에 증발기(204) 측으로 회수될 수 있도록 냉수공급라인(110) 및 냉수회수라인(120)과 연결되어 있다.

응축기(204)는 응축된 냉매를 부하측기기(100)로 송출하여 열교환이 이루어지도록 함으로써 부하측기기(100)의 냉각이 이루어지도록 한 후에 응축기(204) 측으로 회수될 수 있도록 냉수공급라인(110) 및 냉수회수라인(120)과 연결되어 있다.

냉동기(200)와 냉각탑(300) 사이에는 이들의 내부공간을 분할하는 별도의 격벽(250)이 설치되어 있다.

냉각탑(300)은 상술한 바와 같이, 냉각수회수라인(220)을 통해서 유입된 냉각수가 냉각된 후에 냉각수공급라인(210)을 통해서 공급되도록 하는 역할을 한다.

이를 위하여, 냉각탑(300)의 일단과 타단은 각각 냉각수회수라인(220)과 냉각수공급라인(210)과 연결되어 있으며, 냉각수회수라인(220)의 단부는 냉동기(200)의 내부에서 냉각수공급라인(210)과 연결됨으로써 열교환이 이루어진 후에 냉각탑(300)으로 회수되도록 한다.

여기서, '냉각수'라 함은 '냉수'와 구분되는 개념으로 냉동기(200)와 냉각탑(300) 사이를 순환하는 냉매를 말하는 것이다.

이러한, 냉각탑(300)은 냉각수회수라인(220)의 출구로부터 냉각수를 공급받아 냉각수를 뿌려주는 스프레이(310)와, 상기 냉수의 응축에 사용되는 냉각수가 수용되며 냉각수공급라인(210)에 의해 냉동기(200)와 연결되어 냉각수를 냉동기(200)에 공급하는 수조(320)와, 흡입구를 통해서 공기가 흡입되어 토출구로 토출되도록 하는 송풍기(330)와, 스프레이(310)에서 뿌려진 냉각수를 흡수하여 냉각되는 시간을 오래 유지하도록 하는 충진재(340)을 포함하여 구성되어 있다.

스프레이(310)는 냉각수회수라인(220)의 출구와 연결되어 냉각수회수라인(220)을 통하여 회수되는 냉각수를 충진재(340) 측으로 분사하여 충진재(340)가 냉각수를 흡수할 수 있도록 하는 역할을 한다.

수조(320)는 냉각탑(300)의 저부면에 구비되어 충진재(340)에 흡수된 상태에서 냉각이 이루어진 후에 하측으로 낙하하는 냉각수를 수용하는 역할을 하며, 수조(320)의 저부면 일측은 냉각수공급라인(210)이 연결되어 있다.

송풍기(330)는 외부의 공기를 냉각탑(300)의 내부로 유입시켜 충진재(340) 측으로 송풍함으로써 충진재(340)에 흡수된 냉각수를 공냉 방식으로 냉각시키는 역할을 한다.

이러한 구조를 갖는 냉각탑(300)은 수조(320)가 일정 높이에 배치되도록 냉동기(200)의 상부에 적층된 형태로 배치되는 것이 바람직하다.

이는, 냉각수펌프(420)가 설치된 냉각수회수라인(220)과 연결된 냉각수공급라인(210)이 냉각수펌프(420)에 일정한 압력이 가압될 수 있도록 상기 수조(320)의 저부면 일측과 연결되기 때문에 수조(320)가 일정한 높이에 배치되는 것이 냉각수펌프(420)에 일정 정도 이상의 압력을 가하는데 효과적이다.

그리고, 일체로 형성된 냉동기(200) 및 냉각탑(300)은 건물의 옥상에 배치됨으로써 종래의 냉동기(200)의 건물의 지하에 냉동기(200)를 배치시키기 위한 별도의 공간을 확보하지 않아도 무방하도록 하도록 함으로써 건물의 공간활용도를 높일 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 부하측기기 110 : 냉수공급라인
120 : 냉수회수라인 200 : 냉동기
201 : 팽창기 202 : 증발기
203 : 압축기 204 : 응축기
210 : 냉각수공급라인 220 : 냉각수회수라인
250 : 격벽 300 : 냉각탑
310 : 스프레이 320 : 수조
330 : 송풍기 340 : 충진재
400 : 펌프부 410 : 냉수펌프
420 : 냉각수펌프

Claims

냉수공급라인(110)을 통해서 공급된 냉수를 이용하여 부하측과 열교환을 하며, 열교환된 냉수를 냉수회수라인(120)을 통해서 송출하는 부하측기기(100)와;
상기 부하측기기(100)에서 온도가 높아진 냉수의 열을 흡수하여 냉매를 증발시키는 증발기(204)와, 상기 증발기(204)에서 증발된 냉매 증기를 압축시키는 압축기(201)와, 압축된 냉매 증가를 냉각수 공급라인(210)을 통해 공급된 냉각수와 열교환이 이루어져 냉매를 응축시키는 응축기(202)와 응축된 냉매가 팽창되도록 하는 팽창기(203)로 이루어지며, 냉각수 회수라인(220)을 통해서 냉각수를 송출하며, 상기 냉수공급라인(110)을 통해서 냉수를 상기 부하측기기(100)로 공급하는 냉동기(200)와;
냉각수가 상기 냉각수공급라인(210)을 통하여 상기 냉동기(200) 측으로 공급되어 열교환이 이루어지도록 하며, 상기 냉동기(200)와 일체로 구비되는 냉각탑(300)과;
상기 냉수공급라인(110) 상에 배치되어 상기 냉수가 상기 부하측기기(100)로 공급되도록 하는 냉수펌프(410)와, 상기 냉각수회수라인(220) 상에 배치되어 상기 냉각수가 상기 냉각탑(300)으로 회수되도록 하는 냉각수펌프(420)로 구성된 펌프부(400)를;
포함한 것을 특징으로 하는 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템.