KR20180045535A - 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템 - Google Patents

선실 구역의 온도 조절용 환기시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선실 전장 설치구역(10)의 온도를 조절하기 위한 환기시스템에 있어서: 상기 전장 설치구역(10)에 메인덕트(25)를 개재하여 연결되는 메인공조시스템(20); 상기 전장 설치구역(10)의 메인덕트(25) 상에서 외기 측으로 분기되는 보조덕트(30); 및 상기 메인덕트(25)와 보조덕트(30)를 통한 유입 공기량을 조절하는 보조공조수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선박 등에서 전장 설치구역의 온도를 제어함에 있어 메인공조시스템과 외기 공급량의 조절을 통하여 만족하게 함으로써 에너지 소모와 CAPEX를 최소화하는 효과가 있다.

Description

선실 구역의 온도 조절용 환기시스템{Ventilation system for temparature control in accommodation area}
본 발명은 선실의 환기시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기 장비 설치구역의 온도를 메인공조시스템과 외기 공급량의 조절을 통하여 만족하게 유지하는 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템에 관한 것이다.
선실구역의 전장 설치구역(Electrical equipment room)은 메인공조시스템으로 중앙식 공조(central air-conditioning)을 하는 것이 일반적이다(도 1 참조). 이는 개별 룸의 조건에 맞는 온도의 에어를 공급하기에 적합하지 않다. 일예로, 겨울철에 고온공기가 과도하게 공급되면 전기 장비 발열로 운전에 문제가 발생하고 에너지 손실도 증가한다. 별도의 공조유니트(Air-con. unit)를 설치하여 장비의 온도조건을 유지하는 것도 공간활용성이 저하되고 비경제적이다.
이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2016-0080756호, 한국 공개특허공보 제2010-0030767호 등이 알려져 있다.
전자의 선행문헌은 엔진룸 내에 필요한 순환 에어를 극저온 환경에서도 아이스 블록케이지(ice blockage)를 최소화하여 원활하게 공급가능하며, 엔진 전용으로 에어 흡입 덕트를 통해서 에어를 직접 흡입하므로, 극저온의 외기를 별도의 히팅 장치없이 연소용 에어로 사용한다. 이에, 엔진 룸의 에어 순환과 VFD를 제어하여 에너지 소비 측면에서 높은 효율성을 기대한다.
후자의 선행문헌은 환기온도, 외기온도 및 환기습도를 검출하는 단계와; 검출된 환기온도, 외기온도, 환기습도 및 설정된 목표온도를 반영하여 급기온도를 설정하는 단계와; 설정된 급기온도로 급기될 수 있도록 열원밸브를 제어하는 단계를 포함한다. 이에, 순간순간 최적의 급기온도를 설정하여 제어함으로써 실내의 쾌적함을 유지하면서 에너지를 절감하는 효과를 기대한다.
상기한 선행문헌은 엔진룸이나 건물 실내의 온도 제어에 환기를 접목하고 있기는 하지만, 비교적 높은 변동성을 지닌 선박 등의 전기 장비 설치구역에 대한 최적화 온도 제어로 미흡하다.
1. 한국 공개특허공보 제2016-0080756호 "극지용 선박의 기관실 공조 시스템" (공개일자 : 2016.07.08.) 2. 한국 공개특허공보 제2010-0030767호 "공조시스템의 외기보상형 급기 캐스케이드 제어방법" (공개일자 : 2010.03.19.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 전기 장비 설치구역의 온도를 메인공조시스템과 외기 공급량의 조절을 통하여 만족하게 함으로써 에너지의 소모와 CAPEX를 최소화하는 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선실 전장 설치구역의 온도를 조절하기 위한 환기시스템에 있어서: 상기 전장 설치구역에 메인덕트를 개재하여 연결되는 메인공조시스템; 상기 전장 설치구역의 메인덕트 상에서 외기 측으로 분기되는 보조덕트; 및 상기 메인덕트와 보조덕트를 통한 유입 공기량을 조절하는 보조공조수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보조공조수단은 보조덕트 상에 구비된 전동팬과 메인덕트 상에 구비된 전동댐퍼로 공기량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보조공조수단은 제어기 상으로 외기온도를 검출하여 설정된 온도범위 별로 메인덕트 및 보조덕트의 공기량 변동을 유발하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 변형예로서, 상기 제어기는 외기의 습도와 염분을 더 검출하여 전동팬에 의한 공기량을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 보조공조수단은 메인덕트 상의 설정된 환기구에 제습기 및 제염기 중 적어도 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박 등에서 전장 설치구역의 온도를 제어함에 있어 메인공조시스템과 외기 공급량의 조절을 통하여 만족하게 함으로써 에너지 소모와 CAPEX를 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 환기시스템의 일예를 나타내는 개략 구성도
도 2는 본 발명에 따른 환기시스템을 나타내는 개략 구성도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 선실 전장 설치구역(10)의 온도를 조절하기 위한 환기시스템에 관하여 제안한다. 전장 설치구역(10)은 전기 장비의 발열로 인한 문제가 초래되기 쉬워 온도 조절 대상으로 적절하지만 본 발명이 반드시 선박의 특정 구역에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면 메인공조시스템(20)이 상기 전장 설치구역(10)에 메인덕트(25)를 개재하여 연결된다. 메인공조시스템(20)은 선박의 각 구역에 설정된 온도와 양의 공기를 보내도록 설치된다. 메인덕트(25)는 메인공조시스템(20)에서 전장 설치구역(10)로 배치되고, 전장 설치구역(10)의 구분된 영역에 대응하여 다수의 환기구(22)를 구비한다.
또, 본 발명에 따르면 보조덕트(30)가 상기 전장 설치구역(10)의 메인덕트(25) 상에서 외기 측으로 분기된다. 도 2에 나타내듯이 보조덕트(30)는 전장 설치구역(10) 내에서 분기하는 것이 좋으나 전장 설치구역(10)에 인접한 외측에서 분기할 수도 있다. 보조덕트(30)의 유로단면적은 메인덕트(25)의 유로단면적보다 작게 설정한다. 보조덕트(30)의 외측단은 선박의 외기 측으로 연장하고, 외단부에 이물질 유입을 방지하는 여과재를 설치한다.
또, 본 발명에 따르면 보조공조수단(40)이 상기 메인덕트(25)와 보조덕트(30)를 통한 유입 공기량을 조절한다. 보조공조수단(40)은 기본적으로 외기를 그대로 유입하므로 전장 설치구역(10)에 대한 환기의 역할을 수행한다. 보조덕트(30)를 통하여 유입된 공기는 메인덕트(25)를 통한 공기 소요량을 최적으로 유지하여 에너지 효율 향상에 기여한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보조공조수단(40)은 보조덕트(30) 상에 구비된 전동팬(35)과 메인덕트(25) 상에 구비된 전동댐퍼(44)로 공기량을 조절하는 것을 특징으로 한다. 보조덕트(30)에 설치되는 전동팬(35)은 적어도 2속의 가변속 제어가 가능한 방식을 적용한다. 메인덕트(25)의 공기는 메인공조시스템(20)에 설치된 송풍팬으로 송급되므로 전동댐퍼(44)만 설치하여 전장 설치구역(10)에 대한 공기량을 조절한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 보조공조수단(40)은 제어기(48) 상으로 외기온도를 검출하여 설정된 온도범위 별로 메인덕트(25) 및 보조덕트(30)의 공기량 변동을 유발하는 것을 특징으로 한다. 보조공조수단(40)의 제어기(48)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로로 구성한다. 제어기(48)의 입력인터페이스에는 온습도검출기(41)가 연결되고, 출력인터페이스에는 전술한 전동팬(35)과 전동댐퍼(44)가 연결된다. 온습도검출기(41)는 기본적으로 외기온도를 검출하고 선택적으로 외기습도도 검출한다.
이에, 보조공조수단(40)의 제어기(48)는 외기온도 조건에 따라 전동팬(35)을 통한 공기량과 전동댐퍼(44)을 통한 공기량을 적절하게 조절하여 전장 설치구역(10)의 온도 조건을 맞추면서 최소 에너지 사용을 유도할 수 있다.
일예로, 제어기(48)는 아래의 알고리즘을 저장하고 실행할 수 있다.
1) 외기온도 23℃ 이상인 경우
보조덕트(30)의 전동팬(35)을 오프하고, 메인공조시스템(20)과 메인덕트(25)를 통해 냉기를 공급함.
2) 외기온도 -15~23℃ 경우
전동댐퍼(44)로 메인덕트(25)를 차단하고, 전동팬(35)을 100% 이용해 외기를 직접 공급함.
3) 외기온도 -15℃ 이하인 경우
전동팬(35)을 가동하여 외기를 그대로 공급하면 장비에 영향을 주고 전장 설치구역(10)의 온도도 너무 낮아지므로 메인공조시스템(20)에 의한 온기 50%와 전동팬(35)에 의한 외기(냉기) 50%를 혼합함.
본 발명의 변형예로서, 상기 제어기(48)는 외기의 습도와 염분을 더 검출하여 전동팬(35)에 의한 공기량을 보정하는 것을 특징으로 한다. 전장 설치구역(10)의 특정 장비는 온습도는 물론 염분에도 취약한 경우가 있다. 만일 전동팬(35)과 전동댐퍼(44)를 통한 공기량 배분이 이루어진 상태라고 하더라도 외기의 습도와 염분이 설정 범위를 초과하면 전동팬(35)에 의한 공기량을 축소한다. 물론 이 경우 공기 축소량은 제어기(48)의 메모리에 저장된 알고리즘으로 결정된다.
본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 보조공조수단(40)은 메인덕트(25) 상의 설정된 환기구(22)에 제습기(45) 및 제염기(46) 중 적어도 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 전장 설치구역(10)의 환기구(22) 중에서 특정의 영역에 온습도 및 염분에 민감한 장비가 배치된 경우 제습기(45)와 제습기(45)를 통하여 공기를 공급하는 것이 좋다. 제습기(45) 및 제염기(46)는 전기를 소모하는 공지의 방식을 적용할 수도 있고 단순하게 여과재를 사용하여 구성할 수도 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 전장 설치구역 20: 메인공조시스템
22: 환기구 25: 메인덕트
30: 보조덕트 35: 전동팬
40: 보조공조수단 41: 온습도검출기
42: 염분검출기 44: 전동댐퍼
45: 제습기 46: 제염기
48: 제어기

Claims (5)

  1. 선실 전장 설치구역(10)의 온도를 조절하기 위한 환기시스템에 있어서:
    상기 전장 설치구역(10)에 메인덕트(25)를 개재하여 연결되는 메인공조시스템(20);
    상기 전장 설치구역(10)의 메인덕트(25) 상에서 외기 측으로 분기되는 보조덕트(30); 및
    상기 메인덕트(25)와 보조덕트(30)를 통한 유입 공기량을 조절하는 보조공조수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조공조수단(40)은 보조덕트(30) 상에 구비된 전동팬(35)과 메인덕트(25) 상에 구비된 전동댐퍼(44)로 공기량을 조절하는 것을 특징으로 하는 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조공조수단(40)은 제어기(48) 상으로 외기온도를 검출하여 설정된 온도범위 별로 메인덕트(25) 및 보조덕트(30)의 공기량 변동을 유발하는 것을 특징으로 하는 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기(48)는 외기의 습도와 염분을 더 검출하여 전동팬(35)에 의한 공기량을 보정하는 것을 특징으로 하는 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조공조수단(40)은 메인덕트(25) 상의 설정된 환기구(22)에 제습기(45) 및 제염기(46) 중 적어도 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선실 구역의 온도 조절용 환기시스템.
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