KR20190019628A - Cooling system for ship accommodation - Google Patents

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KR20190019628A KR1020170104811A KR20170104811A KR20190019628A KR 20190019628 A KR20190019628 A KR 20190019628A KR 1020170104811 A KR1020170104811 A KR 1020170104811A KR 20170104811 A KR20170104811 A KR 20170104811A KR 20190019628 A KR20190019628 A KR 20190019628A
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노길준
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a cooling system for a ship accommodation, including: a water supply means collecting and supplying condensate water generated from conditioning equipment of a ship to a condensate water tank (21); a spray means spraying the condensate water from the water supply means by using a sprinkler (35) on a surface of an accommodation; and a control means controlling the water supply means and the spray means with an established algorithm. Accordingly, by optimally spraying low temperature condensate water to the accommodation, this system directly reduces a surface temperature and reduces the surface temperature due to evaporation, thereby reducing the capacity of the cooling system, reducing a refrigerant-related member and consumption, and protecting electrical equipment against moisture.

Description

선박 거주구 냉각 시스템 {COOLING SYSTEM FOR SHIP ACCOMMODATION}{COOLING SYSTEM FOR SHIP ACCOMMODATION}

본 발명은 선박의 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박의 선원들이 거주하는 데크 하우스의 냉방을 수행하기 위한 선박 거주구 냉각 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system of a ship, and more particularly to a ship dwelling unit cooling system for performing cooling of a deckhouse in which crew members of a ship reside.

통상적으로 데크 하우스, 특히 휠하우스(WHEELHOUSE)는 선박의 데크 상으로 높게 위치하여 하절기에 비교적 큰 냉방 부하를 소요한다. 선박의 운항 조건에 따라서 메인 에어컨 시스템의 용량을 키워서 거주구 상단에 위치한 휠하우스의 냉각을 감당한다. 그러나 외기 조건이 높으면 높을수록 메인 A/C 시스템의 용량이 커져 비용 증가를 유발한다.Typically, deckhouses, especially wheelhouses, are positioned high on the deck of a ship and require a relatively large cooling load during the summer months. Depending on the conditions of the ship, the capacity of the main air conditioner system is increased to cover the cooling of the wheel house located at the upper end of the residence. However, the higher the ambient conditions, the greater the capacity of the main A / C system, leading to an increase in cost.

선박 거주구의 냉각과 관련되는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 공개특허공보 제2014-0049816호, 한국 공개특허공보 제2016-0078271호 등과 같은 선행특허를 참조할 수 있다.As prior art documents relating to cooling of a ship habitat, reference can be made to prior patents such as Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0049816, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2016-0078271, and the like.

전자는 해양 구조물의 최상층 옥상의 일정한 위치에 설치되는 정원, 공조기의 응축수를 재활용하여 정원에 물을 공급하는 급수수단을 구비하고, 급수수단은 저장된 응축수를 급수라인으로 공급하는 가압펌프, 급수라인으로 공급된 응축수를 정원으로 분사하는 스프링클러 등을 포함한다. 이에, 응축수를 재활용하여 항해 중 부족할 수 있는 청수 문제 해결을 기대한다.The former has a garden installed at a certain position on the roof of the uppermost layer of the offshore structure, and a water supply means for supplying water to the garden by recycling the condensed water of the air conditioner. The water supply means includes a pressurizing pump for supplying the stored condensed water to the water supply line, A sprinkler for spraying the supplied condensed water into the garden, and the like. Therefore, it is expected that the condensed water will be recycled to solve the problem of fresh water that may be lacking during the voyage.

후자는 선박 내부에 미스트상의 물을 살포하고, 미스트상의 물의 기화열에 의해 기관실을 냉각시키며, 미스트상의 물로서 거주구 에어컨의 드레인수를 사용한다. 또한, 미스트상의 물을 기관실과 선체 외판 사이의 보이드 스페이스에 살포하면서 공기를 순환시킨다. 이에, 외기 환경에 의한 영향을 쉽게 받지 않고, 기관실을 효율적으로 냉각시키는 효과를 기대한다.In the latter, mist water is sprayed inside the vessel, the engine room is cooled by the heat of vaporization of the mist-like water, and the drain water of the domestic air conditioner is used as mist-like water. In addition, air is circulated while spraying mist-like water on the void space between the engine room and the outer shell of the ship. Therefore, the effect of efficiently cooling the engine room without being easily affected by the outside air environment is expected.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 거주구의 냉방 부하 축소에 응축수를 최적으로 활용하는 측면에서 개선의 여지가 있다.However, according to the above-mentioned prior art, there is room for improvement in terms of optimally utilizing condensed water for reducing the cooling load of a residence.

한국 공개특허공보 제2014-0049816호 "해양 구조물용 조경 시스템" (공개일자 : 2014.04.28.)Korean Laid-Open Patent Publication No. 2014-0049816 "Landscape System for Offshore Structures" (Open date: Apr. 28, 2014). 한국 공개특허공보 제2016-0078271호 "기관실 냉각 시스템" (공개일자 : 2016.07.04.)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0078271 entitled "Engine Cooling System" (Open date: 2016.07.04.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 선박의 각종 공조 관련 장비의 가동으로 발생된 저온의 응축수를 거주구에 최적으로 분사함으로써 직접적인 표면온도 감소 및 증발에 따른 표면온도 감소를 유발하여 냉방 부담을 경감하는 선박 거주구 냉각 시스템을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to reduce the surface temperature due to direct surface temperature reduction and evaporation by spraying the cold condensed water generated by the operation of various air- Thereby reducing the cooling load of the ship.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선박의 거주구에 대한 냉각을 수행하는 시스템에 있어서: 선박의 공조기에서 발생하는 응축수를 응축수탱크에 수집하고 공급하는 급수수단; 상기 급수수단의 응축수를 거주구의 표면에 스프링클러를 이용하여 분사하는 분사수단; 및 상기 급수수단과 분사수단을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a system for cooling a habitat of a ship, comprising: water supply means for collecting and supplying condensate water generated in an air conditioner of a ship to a condensate tank; A spraying means for spraying the condensed water of the water supply means onto the surface of the accommodation port by using a sprinkler; And control means for controlling the water supply means and the injection means with an established algorithm.

본 발명의 변형예로서, 상기 급수수단은 M/E에어쿨러에서 발생하는 응축수를 수집하기 위한 배관라인을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a modification of the present invention, the water supply means may further include a piping line for collecting condensed water generated in the M / E air cooler.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 분사수단의 스프링클러는 전방위 분사가 가능한 구조, 방향조절기에 연결되어 지향적 분사가 가능한 구조를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.In the detailed construction of the present invention, the sprinkler of the spraying unit is selectively provided with a structure capable of all-directional spraying, and a structure connected to the direction adjuster and capable of direct spraying.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 응축수탱크에 설치되는 수위검출기의 신호에 대응하여 스프링클러의 분사량을 조절하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the control means controls the spray amount of the sprinkler in response to the signal of the level detector installed in the condensate tank.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 제어수단은 풍향, 풍속, 온도를 검출하는 기상검출기, 거주구의 표면 온도를 검출하는 열화상카메라를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As another modification of the present invention, the control means may further comprise a weather detector for detecting a wind direction, a wind speed and a temperature, and a thermal image camera for detecting a surface temperature of the housing.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 저온의 응축수를 거주구에 최적으로 분사함으로써 직접적인 표면온도 감소 및 증발에 따른 표면온도 감소를 유발하여 냉방 시스템의 용량 감소, 냉매 관련 부재와 소모전력 절감, 전장 장비의 방습 보호를 도모하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to directly reduce the surface temperature and to reduce the surface temperature due to evaporation by optimally spraying the condensed water of low temperature to the habitat, thereby reducing the capacity of the cooling system, It is effective to provide moisture-proof protection.

도 1은 본 발명에 따른 냉각 시스템을 개략적으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 냉각 시스템의 회로 연결을 나타내는 블록도1 is a schematic view schematically showing a cooling system according to the present invention;
2 is a block diagram illustrating circuit connections of a cooling system according to the present invention;

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 선박의 거주구에 대한 냉각을 수행하는 시스템에 관하여 제안한다. 선박의 거주구(10), 특히 휠하우스(WHEELHOUSE)의 냉각을 예시하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention proposes a system for performing cooling of a habitat of a ship. But is not necessarily limited to, the cooling of the hull 10, particularly the wheelhouse, of the vessel.

본 발명에 따르면 급수수단이 선박의 공조기에서 발생하는 응축수를 응축수탱크(21)에 수집하고 공급하는 구조를 지닌다. 선박의 공조기는 패키지에어컨(24)과 AHU(26)이 적합하지만 이에 한정되지 않는다. 패키지에어컨(24)은 거주구 및 기관실에 설치되고 직접적인 로컬식 냉방을 수행한다. AHU(26)는 거주구 또는 거주구에 인접하게 설치되고 중앙식 냉방을 수행한다. 어느 경우에나 냉매라인에서 생성되는 응축수가 배관라인을 타고 응축수탱크(21)에 수집되도록 구성된다.According to the present invention, the water supply means collects and supplies the condensed water generated in the air conditioner of the ship to the condensate tank (21). The air conditioner of the ship is suitably but not limited to the package air conditioner 24 and the AHU 26. The package air conditioner 24 is installed in the residence and engine room and performs direct local cooling. The AHU 26 is installed adjacent to a residence or residence and performs centralized cooling. In any case, the condensed water generated in the refrigerant line is configured to be collected in the condensate tank 21 via the piping line.

한편, 응축수탱크(21)는 수집된 저온 응축수의 온도 상승을 방지하도록 단열재를 사용하여 마감 처리하는 것이 좋다. 배관라인을 25㎜ 두께의 단열재로 처리한다면 응축수탱크(21)는 50㎜ 두께의 단열재로 처리한다.On the other hand, the condensate tank 21 is preferably subjected to a finishing treatment using a heat insulating material to prevent a temperature rise of the collected low-temperature condensed water. If the piping line is treated with a 25 mm thick insulation, the condensate tank 21 is treated with a 50 mm thick insulation.

본 발명의 변형예로서, 상기 급수수단은 M/E에어쿨러(28)에서 발생하는 응축수를 수집하기 위한 배관라인을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. M/E에어쿨러(28)는 기관실의 공기냉각기로서 거주구에서 다소 이격될 수 있으나 응축수탱크(21)에 응축수를 보충하는 용도로 활용성이 기대된다. 이외에 선박의 구조에 따라 응축수의 확보가 용이한 장비에 대한 배관라인도 추가할 수 있다.As a modification of the present invention, the water supply means may further include a piping line for collecting condensate generated in the M / E air cooler 28. The M / E air cooler 28 is an air cooler in the engine room and may be spaced somewhat from the habitat, but is expected to be useful for replenishing condensate in the condensate tank 21. Depending on the structure of the vessel, piping lines can be added to equipment that can easily secure condensate.

또한, 본 발명에 따르면 분사수단이 상기 급수수단의 응축수를 거주구의 표면에 스프링클러(35)를 이용하여 분사한다. 분사수단은 응축수탱크(21)에서 스프링클러(35)에 이르는 분사관(31)에 전동밸브(33)를 구비한다. 분사수단은 응축수탱크(21)에 13~15℃ 범위의 온도로 저장되는 응축수를 거주구(10)의 루프에 스프링클러(35)로 고르게 분사하여 표면온도를 낮춘다. 물론 거주구(10)의 루프에서 측벽에 응축수를 살포할 수도 있다.Further, according to the present invention, the spraying means injects the condensed water of the water-supplying means onto the surface of the housing by using the sprinkler (35). The injection means is provided with a motor-operated valve (33) in the spray pipe (31) leading from the condensate tank (21) to the sprinkler (35). The spraying means lowers the surface temperature by uniformly spraying the condensate water stored in the condensate tank 21 at a temperature in the range of 13 to 15 DEG C with the sprinkler 35 in the loop of the housing 10. Of course, it is also possible to spray condensate on the side wall in the loop of the housing 10.

도 1에서, 응축수탱크(21)에서 스프링클러(35)에 이르는 분사관(31)에 수동밸브(32)를 더 구비하는 것이 좋다. 수동밸브(32)는 게이트밸브로 구성하여 점검과 수리용도로 활용된다.1, it is preferable to further include a manual valve 32 in the spray pipe 31 extending from the condensate tank 21 to the sprinkler 35. [ The manual valve 32 is constituted by a gate valve and is used for inspection and repair.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 분사수단의 스프링클러(35)는 전방위 분사가 가능한 구조, 방향조절기(37)에 연결되어 지향적 분사가 가능한 구조를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다. 스프링클러(35)는 360˚ 분사가 가능한 구조를 기본적으로 배치하되, 바람 등의 기상 조건에 따라서 고른 분사가 곤란한 경우를 대비하여 지향적 분사가 가능한 구조를 병용한다. 방향조절기(37)는 스프링클러(35)의 노즐에 설치되어 분사 위치의 변동을 유발하는 구조이다.The sprinkler (35) of the spraying unit is selectively provided with a structure capable of all-directional spraying, and a structure connected to the direction adjuster (37) to enable direct spraying. The sprinkler 35 basically arranges a structure capable of spraying 360 degrees, and uses a structure capable of direct spraying in case of difficulty in uniform spraying in accordance with weather conditions such as wind. The direction adjuster 37 is provided in the nozzle of the sprinkler 35 to cause a change in the injection position.

한편, 스프링클러(35)에 방향조절기(37)가 구비되는 경우 응축수 분사 방향을 검출하는 센서(엔코더)를 부가하는 것이 좋다.On the other hand, when the direction adjuster 37 is provided in the sprinkler 35, it is preferable to add a sensor (encoder) for detecting the direction of the condensed water injection.

또한, 본 발명에 따르면 제어수단이 상기 급수수단과 분사수단을 설정된 알고리즘으로 제어한다. 제어수단은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 포함하여 구성된 제어기(42)를 기반으로 한다. 제어기(42)의 출력인터페이스에는 펌프(22), 전동밸브(33), 방향조절기(37) 등이 전원변환회로인 구동기(48)를 개재하여 연결된다.Further, according to the present invention, the control means controls the water supply means and the injection means by an established algorithm. The control means is based on a controller 42 configured with a microprocessor, a memory, and an input / output interface. A pump 22, a motor-operated valve 33, a direction adjuster 37 and the like are connected to the output interface of the controller 42 via a driver 48, which is a power conversion circuit.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 응축수탱크(21)에 설치되는 수위검출기(45)의 신호에 대응하여 스프링클러(35)의 분사량을 조절하는 것을 특징으로 한다. 수위검출기(45)는 제어기(42)의 입력인터페이스에 연결된다. 도 1에서 응축수탱크(21)의 내부 3개소 위치에 수위검출기(45)가 설치된 상태를 예시한다. 하단의 수위검출기(45)에 의한 신호는 펌프(22)의 작동을 정지하도록 활용될 수 있다. 상단과 중간의 수위검출기(45)에 의한 신호는 스프링클러(35)에 의한 분사량을 변동하도록 활용될 수 있다. 어느 수위검출기(45)라도 신호가 발생되는 경우 경보를 발생하도록 구성할 수 있다.The control means controls the spray amount of the sprinkler 35 in accordance with the signal of the water level detector 45 installed in the condensate tank 21. The level detector 45 is connected to the input interface of the controller 42. 1 illustrates a state in which a water level detector 45 is installed at three positions in the interior of the condensate water tank 21. As shown in Fig. The signal by the bottom level detector 45 can be utilized to stop the operation of the pump 22. [ The signal from the upper and intermediate level detectors 45 can be utilized to vary the amount of spray by the sprinkler 35. Any level detector 45 can be configured to generate an alarm when a signal is generated.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 제어수단은 풍향, 풍속, 온도를 검출하는 기상검출기(44), 거주구의 표면 온도를 검출하는 열화상카메라(46)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 기상검출기(44)와 열화상카메라(46)는 제어기(42)의 입력인터페이스에 연결된다. 거주구에 작용하는 풍향과 풍속은 응축수 분사에 영향을 주는 요소이고, 온도는 응축수 증발량에 영향을 주는 요소이다. 열화상카메라(46)는 거주구 표면에서 응축수의 불균일 살포가 발생하는지 검출한다. 제어기(42)는 거주구의 어느 부분에서 온도가 상대적으로 높아진 상태를 검출하면 풍향과 풍속을 고려하여 응축수의 분사 방향과 분사압을 변동한다. 분사 방향은 방향조절기(37)의 제어로 수행되고, 분사압은 펌프(22)의 회전수나 전동밸브(33)의 개도율 제어로 수행된다.As another modification of the present invention, the control means further comprises a weather detector (44) for detecting wind direction, wind speed and temperature, and a thermal imager (46) for detecting the surface temperature of the housing. The weather sensor 44 and the infrared camera 46 are connected to the input interface of the controller 42. [ The wind direction and wind speed acting on the residence are influential factors on the injection of condensed water, and the temperature is a factor affecting the evaporation amount of condensed water. The thermal imaging camera 46 detects whether uneven application of condensed water occurs on the surface of the habitat. When the controller 42 detects a relatively high temperature at any part of the housing, the direction and the injection pressure of the condensed water fluctuate in consideration of the wind direction and the wind speed. The injection direction is performed under the control of the direction adjuster 37, and the injection pressure is performed by controlling the number of revolutions of the pump 22 or the opening rate of the electromotive valve 33.

이때, 본 발명의 제어기(42)는 외기 온도에 대응한 자동분사 모드 외에 조작자가 지령하는 수동분사 모드도 구현한다. 후자의 경우 조작자가 응축수 분사 상태를 육안으로 확인하면서 분사 방향과 분사량을 조절할 수 있다.At this time, the controller 42 of the present invention also implements a manual injection mode instructed by the operator in addition to the automatic injection mode corresponding to the ambient temperature. In the latter case, the operator can adjust the injection direction and injection amount while visually checking the state of the condensed water injection.

도시에는 생략하나, 본 발명은 선박이나 해양플랜트 등의 거주구 상부 루프에 설치되는 스프링클러(35)를 통하여 저온의 응축수를 살포한 이후에, 증발되지 않은 잔여 응축수를 이물질 정화를 거쳐 응축수탱크(21)에 수집하는 재활용 사이클의 적용도 가능하다.The present invention is not shown in the drawings. However, the present invention is not limited to the case where the low-temperature condensed water is sprayed through the sprinkler 35 installed in the upper roof of a residence such as a ship or an offshore plant, ) Can also be applied.

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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 거주구 21: 응축수탱크
22: 펌프 24: 패키지에어컨
26: AHU 28: M/E에어쿨러
31: 분사관 32: 수동밸브
33: 전동밸브 35: 스프링클러
37: 방향조절기 42: 제어기
44: 기상검출기 45: 수위검출기
46: 열화상카메라 48: 구동기10: Residential area 21: Condensate tank
22: Pump 24: Package air conditioner
26: AHU 28: M / E Air Cooler
31: Dispenser 32: Manual valve
33: electric valve 35: sprinkler
37: direction controller 42: controller
44: gas phase detector 45: water level detector
46: thermal imaging camera 48: actuator

Claims (5)

선박의 거주구에 대한 냉각을 수행하는 시스템에 있어서:
선박의 공조기에서 발생하는 응축수를 응축수탱크(21)에 수집하고 공급하는 급수수단;
상기 급수수단의 응축수를 거주구의 표면에 스프링클러(35)를 이용하여 분사하는 분사수단; 및
상기 급수수단과 분사수단을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 냉각 시스템.CLAIMS What is claimed is: 1. A system for cooling a habitat of a ship comprising:
A water supply means for collecting and supplying the condensed water generated in the air conditioner of the ship to the condensate tank (21);
A spraying means for spraying the condensed water of the water supply means onto the surface of the accommodation hole by using a sprinkler (35); And
And control means for controlling the water supplying means and the jetting means with an established algorithm. 청구항 1에 있어서,
상기 급수수단은 M/E에어쿨러(28)에서 발생하는 응축수를 수집하기 위한 배관라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the water supply means further comprises a piping line for collecting condensate generated in the M / E air cooler (28). 청구항 1에 있어서,
상기 분사수단의 스프링클러(35)는 전방위 분사가 가능한 구조, 방향조절기(37)에 연결되어 지향적 분사가 가능한 구조를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the sprinkler (35) of the spraying means selectively has a structure capable of all-directional spraying, a structure connected to the direction adjuster (37) to enable direct spraying. 청구항 1에 있어서,
상기 제어수단은 응축수탱크(21)에 설치되는 수위검출기(45)의 신호에 대응하여 스프링클러(35)의 분사량을 조절하는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control means adjusts an injection amount of the sprinkler (35) in response to a signal of a water level detector (45) installed in the condensate tank (21). 청구항 1에 있어서,
상기 제어수단은 풍향, 풍속, 온도를 검출하는 기상검출기(44), 거주구의 표면 온도를 검출하는 열화상카메라(46)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박 거주구 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control means further comprises a vapor phase detector (44) for detecting a wind direction, a wind speed and a temperature, and a thermal imaging camera (46) for detecting a surface temperature of the housing.
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