KR20200023735A - Air-conditioning system for ship - Google Patents

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KR20200023735A
KR20200023735A KR1020180100070A KR20180100070A KR20200023735A KR 20200023735 A KR20200023735 A KR 20200023735A KR 1020180100070 A KR1020180100070 A KR 1020180100070A KR 20180100070 A KR20180100070 A KR 20180100070A KR 20200023735 A KR20200023735 A KR 20200023735A
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circulation line
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김동수
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

According to the present invention, an air-conditioning system for a ship includes: a refrigeration part having a second circulation line which connects a cooling pump and an outdoor unit and through which third fluid flows and a third circulation line which connects the outdoor unit and an indoor unit and through which first fluid flows and supplying cool air to a refrigerator by using the indoor unit; and a heating part heat-exchanging outdoor air with a preheating line branching from the second circulation line so as to discharge the same to a target space to be heated.

Description

선박의 공기조화 시스템{AIR-CONDITIONING SYSTEM FOR SHIP}Air Conditioning System for Ships {AIR-CONDITIONING SYSTEM FOR SHIP}

본 발명은 냉장/냉동실에서 발생한 열에너지를 이용하여 선실 난방용 에너지로 활용하는 선박의 공기조화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ship air conditioning system utilizing energy for cabin heating using heat energy generated in a refrigerating / freezing chamber.

일반적으로 공기조화 시스템은 실외 측에 설치된 실외기를 이용하여 냉매의 상변화 현상을 통해 실내를 냉난방 및 환기하는 장치로서 일반 건물 및 선박의 공기조화 설비로 사용되고 있다.In general, an air conditioning system is a device for cooling and heating a room through a phase change phenomenon of a refrigerant using an outdoor unit installed on an outdoor side, and is used as an air conditioning facility of a general building and a ship.

종래의 공기조화 시스템은 실내의 공기를 실외로 배출시키고 실외의 신선한 공기를 실내로 공급함으로써 기본적으로 환기의 기능을 수행하며, 실외로부터 흡입된 공기를 에어콘덴서(AIR CONDENSER) 또는 핸들링유닛(AIR HANDLING UNIT)을 이용하여 열교환시켜 실내로 공급함으로써 냉난방의 기능을 수행한다. Conventional air conditioning system basically performs the function of ventilation by discharging the indoor air to the outside and supplying the fresh air to the indoor, and the air sucked from the outdoor air (AIR CONDENSER) or handling unit (AIR HANDLING) It performs heat-cooling function by supplying heat to the room by heat exchange using UNIT).

선실 내에 설치되는 선박의 공기조화 시스템은 사양에 따라 상이하나 통상 선박의 실외에 설치되는 중앙공급식 공조기(MAIN AIR CONDITIONING SYSTEM)를 통해 실내에 요구되는 공조 요건을 만족시킨다. 이때 중앙공급식 공조기는 선박의 외부 일측에 공조기를 설치하고, 이 공조기를 통해 선박의 선실 내에 차가운 공기 또는 뜨거운 공기를 공급하여 선실 내의 냉난방이 이루어지도록 한다. 한편 이러한 방식의 기존 선박 내 선박의 공기조화 시스템은 효율적으로 열에너지 운용이 되지 않는다는 문제가 있었다.The air conditioning system of the ship installed in the cabin is different according to the specification, but meets the air conditioning requirements indoors through the MAIN AIR CONDITIONING SYSTEM installed outside the ship. At this time, the central air conditioner is provided with an air conditioner on the outer side of the ship, through the air conditioner to supply the cool air or hot air in the cabin of the ship to achieve the heating and cooling in the cabin. On the other hand, there is a problem that the air conditioning system of the existing vessels in this way is not efficient thermal energy operation.

0001)한국 공개특허공보 10-2011-0086968호(2011.08.02.공개)0001) Korea Patent Publication No. 10-2011-0086968 (published Aug. 2, 2011)

본 발명은 효율적인 열에너지 운용이 가능한 선박의 공기조화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an air conditioning system of a ship capable of efficient thermal energy operation.

본 발명의 일 측면에 따르면, 축기와 선내 냉장실에 마련되는 열교환기를 연결하고 제1 유체가 흐르는 순환라인; 상기 압축기와 응축기를 연결하는 응축라인; 및 상기 순환라인에서 분기되어, 제2 유체가 통과하는 예열실에 설치되는 예열기가 마련된 예열라인;을 포함하고, 상기 예열기는 상기 제2 유체를 고온의 상기 제1 유체와 열교환시켜 실내 난방용으로 사용가능하게 하는 선박의 공기조화 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a circulation line for connecting the heat exchanger provided in the refrigeration chamber with the accumulator and the first fluid flows; A condensation line connecting the compressor and the condenser; And a preheating line branched from the circulation line and provided with a preheater installed in the preheating chamber through which the second fluid passes, wherein the preheater is used for indoor heating by heat-exchanging the second fluid with the high temperature first fluid. A ship's air conditioning system can be provided.

상기 제2 유체는 선체 외부에서 흡입되는 공기이고, 외부 온도가 설정온도 이상인 경우 상기 예열라인을 폐쇄하고, 외부 온도가 설정온도 미만인 경우 상기 예열라인을 개방하도록 제어될 수 있다.The second fluid is air sucked from the outside of the hull, and may be controlled to close the preheating line when the outside temperature is above the set temperature, and open the preheating line when the outside temperature is below the set temperature.

외부 온도가 설정온도 이상인 경우 상기 응축라인을 개방하고, 외부 온도가 설정온도 미만인 경우 상기 응축라인을 폐쇄하도록 제어될 수 있다.When the external temperature is above the set temperature, the condensation line may be opened, and when the external temperature is below the set temperature, the condensation line may be closed.

상기 순환라인은, 상기 열교환기에서 상기 압축기 쪽으로 제1 유체가 흐르는 제1 순환라인, 및 상기 압축기에서 상기 열교환기 쪽으로 제1 유체가 흐르는 제2 내지 3 순환라인을 포함하고, 상기 예열라인은, 상기 제2 내지 3 순환라인에서 분기되는 제1 예열라인과, 상기 예열기를 거쳐 상기 제2 내지 3 순환라인으로 다시 합류하도록 마련되는 제2 예열라인을 포함할 수 있다.The circulation line includes a first circulation line through which the first fluid flows from the heat exchanger toward the compressor, and second through third circulation lines through which the first fluid flows from the compressor toward the heat exchanger, wherein the preheating line includes: It may include a first preheating line branched from the second to third circulation line, and a second preheating line provided to join back to the second to third circulation line through the preheater.

상기 압축기와 연결되는 상기 제2 순환라인, 상기 열교환기와 연결되는 상기 제3 순환라인, 및 상기 제1 예열라인과 각각 연결되는 삼방밸브를 포함하고, 상기 삼방밸브는 상기 제2 순환라인에서 공급되는 제1 유체 흐름을 상기 열교환기 또는 상기 예열기로 선택적으로 흐르도록 제어 가능할 수 있다.And a three-way valve connected to the second circulation line connected to the compressor, the third circulation line connected to the heat exchanger, and the first preheating line, respectively, wherein the three-way valve is supplied from the second circulation line. It may be controllable to selectively flow a first fluid flow to the heat exchanger or the preheater.

상기 예열기와 상기 제3 순환라인을 연결하는 제2 예열라인에는 개폐밸브가 마련되고, 외부 온도가 설정온도 이상인 경우, 상기 삼방밸브는 상기 제2 순환라인과 상기 제3 순환라인을 연통하되 상기 제1 예열라인으로의 유체흐름은 차단하고, 상기 개폐밸브는 폐쇄하고, 상기 응축라인으로의 유체 흐름은 개방하고, 외부 온도가 설정온도 미만인 경우, 상기 삼방밸브는 상기 제2 순환라인과 상기 제1 예열라인을 연통하되 상기 제3 순환라인으로의 유체흐름은 차단하고, 상기 개폐밸브는 개방하고, 상기 응축라인으로의 유체 흐름은 차단하도록 제어될 수 있다.An on / off valve is provided in a second preheating line connecting the preheater and the third circulation line, and when the external temperature is higher than or equal to a set temperature, the three-way valve communicates with the second circulation line and the third circulation line. 1, the fluid flow to the preheating line is blocked, the on-off valve is closed, the fluid flow to the condensation line is opened, and when the external temperature is less than the set temperature, the three-way valve is the second circulation line and the first The preheating line may be communicated with, but the fluid flow to the third circulation line is blocked, the open / close valve is opened, and the fluid flow to the condensation line may be controlled.

상기 응축기와 쿨링펌프를 연결하고 제3 유체가 흐르는 청수라인을 더 포함할 수 있다.The condenser and the cooling pump may further include a fresh water line through which a third fluid flows.

본 발명에 따른 선박의 공기조화 시스템은, 예열라인이 냉장실에 냉기를 순환라인에서 분기되고, 외기를 순환라인과 열교환시켜 난방 대상공간으로 토출되도록 하는 예열라인을 구비하여, 겨울철에 순환라인의 제1 유체에서 전달되는 고온 에너지를 선실 난방용 에너지로 활용할 수 있다. Air conditioning system of the ship according to the invention, the preheating line is provided with a preheating line for branching the cold air from the circulation line in the refrigerating chamber, the heat exchange with the circulation line to discharge to the heating target space, 1 The high temperature energy delivered from the fluid can be used as energy for cabin heating.

또한, 외부 온도가 설정온도 미만인 경우에 응축기와 압축기를 연결하는 응축라인을 폐쇄하고 예열라인을 개방함으로써, 냉매를 응축하기 위해 필요한 에너지를 예열라인을 통해 확보하여 선박 운용비용을 줄일 수 있다.In addition, when the external temperature is less than the set temperature by closing the condensation line connecting the condenser and the compressor and open the preheating line, it is possible to secure the energy required to condense the refrigerant through the preheating line to reduce the vessel operating cost.

또한, 순환라인에 마련되는 삼방밸브와 예열라인에 마련되는 개폐밸브를 제어 가능하고, 이로써 외부온도가 설정온도 이하인 경우에만 냉매가 예열라인을 경유하도록 하여, 계절에 따라 효율적으로 선박의 공기조화 시스템을 운용할 수 있다.In addition, it is possible to control the three-way valve provided in the circulation line and the on-off valve provided in the preheating line, thereby allowing the refrigerant to pass through the preheating line only when the external temperature is less than the set temperature, the ship's air conditioning system efficiently according to the season Can be operated.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 공기조화 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 공기조화 시스템의 여름철 운행모드를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 공기조화 시스템의 겨울철 운행모드를 도시한다.1 shows an air conditioning system of a ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a summer operation mode of the air conditioning system of the ship according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the winter operating mode of the ship's air conditioning system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. The invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. Parts not related to the description are omitted in the drawings in order to clearly describe the present invention, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 공기조화 시스템을 도시한다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 공기조화 시스템은 크게 쿨링펌프(150)와 실외기(40)를 연결하고 제3 유체가 흐르는 청수라인(152, 153)과, 실외기(40)와 실내기(50)를 연결하고 제1 유체가 흐르는 순환라인(211, 214, 215, 216)을 구비하고 실내기(50)를 이용해 냉장실(20)에 냉기를 공급하는 냉장부, 및 외기를 순환라인(211, 214, 215, 216)에서 분기되는 예열라인(217, 218)과 열교환시켜 난방 대상공간으로 토출 가능한 난방부를 포함한다. 1 shows an air conditioning system of a ship according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the air conditioning system of the ship according to the present invention is connected to the cooling pump 150 and the outdoor unit 40, the fresh water lines (152, 153) through which the third fluid flows, the outdoor unit 40 and the indoor unit ( A refrigeration unit for connecting cold air to the refrigerating chamber 20 by using the indoor unit 50 and having circulation lines 211, 214, 215, and 216 through which the first fluid flows, and the outside air circulation line 211, And a heating unit capable of heat-exchanging with the preheating lines 217 and 218 branched from 214, 215, and 216 to be discharged to the heating target space.

즉, 선박의 공기조화 시스템은 압축기(110)와 선내 냉장실(20)에 마련되는 열교환기(130)를 연결하고 제1 유체가 흐르는 순환라인(211, 214, 215, 216), 압축기(110)와 응축기(120)를 연결하는 응축라인(212, 213), 순환라인(211, 214, 215, 216)에서 분기되어, 제2 유체가 통과하는 예열실(30)에 설치되는 예열기(140)가 마련된 예열라인(217, 218)을 포함하고, 예열기(140)는 제2 유체를 고온의 제1 유체와 열교환시켜 실내 난방용으로 사용가능하게 할 수 있다.That is, the ship's air conditioning system connects the heat exchanger 130 provided in the inboard refrigeration chamber 20 with the compressor 110 and the circulation lines 211, 214, 215, 216 through which the first fluid flows, the compressor 110. And a preheater 140 branched from the condensation lines 212 and 213 and the circulation lines 211, 214, 215, and 216 connecting the condenser 120 to the preheating chamber 30 through which the second fluid passes. The preheater lines 217 and 218 are provided, and the preheater 140 may heat-exchange the second fluid with the high temperature first fluid and make it usable for indoor heating.

여기서, 제1 유체는 냉매로써 프레온가스가 사용되고, 제2 유체는 선체 외부에서 흡입되는 공기이고, 제3 유체는 순환유체로써 청수(Cooling water)일 수 있다. 이하에서는 이들 냉장부와 난방부의 상세 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Here, the first fluid may be a freon gas as the refrigerant, the second fluid may be air sucked from the outside of the hull, and the third fluid may be cooling water as the circulating fluid. Hereinafter, the detailed configuration of these refrigeration unit and the heating unit will be described in detail.

선체(10)는 해상 구조물로써, LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV 등의 선박 또는 LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트 등일 수 있다. 이러한 선체(10)는 도시되지는 않았으나 외판(outer hull)과 내판(inner hull)의 이중 헐(double hull)로 구성될 수 있다.The hull 10 may be an offshore structure, such as an LNG carrier for transporting or storing a liquid cargo such as LNG, a ship such as LNG RV, or an offshore plant such as LNG FPSO or LNG FSRU. Although not shown, the hull 10 may be composed of a double hull of an outer hull and an inner hull.

냉장실(20)은 선체(10) 내에 마련되는 냉장실 또는 냉동실일 수 있다. 이러한 선박의 냉장/냉동실은 365일 항시 가동되며, 냉장/냉동실용 냉동기의 운전 중 고온 상태의 냉매, 즉 제1 유체는 순환라인(211, 214, 215, 216)을 통해 냉각 사이클을 구현하고, 청수라인(152, 153)의 냉각수(약 36도), 즉 제3 유체와 열 교환할 수 있다. 이때, 냉장실(20)은 식료품용 냉동기일 수 있다.The refrigerating compartment 20 may be a refrigerating compartment or a freezing compartment provided in the hull 10. The refrigerating / freezing compartment of such a vessel is operated at all times 365 days, the refrigerant in the high temperature state, that is, the first fluid during the operation of the refrigerator / freezer for refrigerators to implement a cooling cycle through the circulation lines (211, 214, 215, 216), Heat exchange with coolant (about 36 degrees), that is, the third fluid, of the fresh water lines 152 and 153 may be performed. In this case, the refrigerating compartment 20 may be a food freezer.

실외기(40)와 순환라인(211, 214, 215, 216)과 연결되어 냉장실(20)의 온도를 낮추는 실내기(50)를 포함한다. 이때 실외기(40)는 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 가열된 냉매의 열에너지를 방출시키는 응축기(120)를 포함하고, 실내기(50)는 온도가 높은 물체에서 낮은 물체에 효율적으로 열을 이동시키는 장치인 열교환기(130)와 열교환의 효율을 높이기 위한 공급펌프(23)가 마련될 수 있다. The indoor unit 50 is connected to the outdoor unit 40 and the circulation lines 211, 214, 215, and 216 to lower the temperature of the refrigerating chamber 20. At this time, the outdoor unit 40 includes a compressor 110 for compressing a refrigerant and a condenser 120 for releasing heat energy of the heated refrigerant, and the indoor unit 50 efficiently transfers heat from a high temperature object to a low object. The heat exchanger 130, which is a device to make the device, and the supply pump 23 for increasing the efficiency of heat exchange may be provided.

압축기(110)는 기체를 압축시켜 압력을 높이는 기계적 장치로써, 기체에 기계적 에너지를 가해 기체의 역학적 에너지를 증가시킨 후 압력으로 바꾸어 고압기체를 얻는 기계장치일 수 있다. 이러한 압축기(110)는 제1 유체, 즉 냉매를 압축시키기 위한 작동모터(111)가 설치될 수 있다.Compressor 110 is a mechanical device that increases the pressure by compressing the gas, may be a mechanical device to obtain a high-pressure gas by applying mechanical energy to the gas to increase the mechanical energy of the gas and then convert to a pressure. The compressor 110 may be provided with an operating motor 111 for compressing the first fluid, that is, the refrigerant.

응축기(120)는 압축기(110)에서 압축에 의해서 가열된 냉매를 냉각시킬 수 있다. 고온의 냉매가스는 상부에서 응축기 내로 유입되며 파이프와 핀을 통해서 주변에 열을 전달하는 전달하는 역할을 한다. 냉각 후에 응축기(120)의 냉매는 순환라인(211, 214, 215, 216)을 통해 실내기(50) 쪽으로 공급된다. 이때 응축기(120)와 열교환기(130) 사이에는 팽창밸브(미도시)가 배치될 수 있다. 액체냉매는 팽창밸브로 유동하고, 그로써 기화된다. 기화된 냉매는 팽창밸브로부터 응축기(120)로 유동한다.The condenser 120 may cool the refrigerant heated by compression in the compressor 110. The high temperature refrigerant gas enters the condenser from the top and serves to transfer heat to the surroundings through the pipes and fins. After cooling, the refrigerant of the condenser 120 is supplied toward the indoor unit 50 through the circulation lines 211, 214, 215, and 216. In this case, an expansion valve (not shown) may be disposed between the condenser 120 and the heat exchanger 130. The liquid refrigerant flows into the expansion valve and thereby vaporizes. The vaporized refrigerant flows from the expansion valve to the condenser 120.

청수라인(152, 153)에는 제3 유체가 흐르며 응축기(120)를 매개로 제1 유체와 열교환시킬 수 있다. 이때 유체의 흐름은 제3 유체를 강제순환시키는 쿨링펌프(150)에 의해 수행될 수 있다.A third fluid flows through the fresh water lines 152 and 153 to exchange heat with the first fluid through the condenser 120. At this time, the flow of the fluid may be performed by the cooling pump 150 for forced circulation of the third fluid.

쿨링펌프(150)는 압력작용에 의하여 액체나 기체의 유체를 관을 통해서 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 역할을 수행하며, 물 뿐만 아니라 석유나 각종 약품 또는 펄프/비스코스/슬러지 등 특수한 유체의 수송에 사용되는 기기일 수 있다. 이때, 쿨링펌프(150)는 전기 모터(151)에 의해 구동될 수 있다.The cooling pump 150 transports a liquid or gas fluid through a pipe by a pressure action, or pumps a fluid in a low pressure container into a high pressure container through a pipe. It can be a device used for the transport of chemicals or special fluids such as pulp / viscose / sludge. In this case, the cooling pump 150 may be driven by the electric motor 151.

실내기(50)는 순환라인(211, 214, 215, 216)을 통해 순환되는 제1 유체를 이용해 냉장실(20)을 저온상태로 유지시키기 위한 것으로, 냉장실(20)의 온도를 체크하여 설정온도 이상의 온도일 경우에 작동하여 차가운 바람을 송풍하고, 설정온도 이하일 경우에는 작동중단되어 냉장실(20) 내부 온도를 유지시키도록 제어될 수 있다. The indoor unit 50 is for maintaining the refrigerating compartment 20 at a low temperature state by using the first fluid circulated through the circulation lines 211, 214, 215, and 216. The indoor unit 50 checks the temperature of the refrigerating compartment 20 to be above a predetermined temperature. When the temperature is operating to blow the cool wind, and when the temperature is less than the set temperature can be controlled to maintain the internal temperature of the refrigerating chamber 20.

난방부는 예열실(30)에 설치되고 예열라인(217, 218)에 마련되는 예열기(140)와, 흡입구(31)를 통해 예열실(30)을 경유하여 난방 대상공간(미도시)으로 배출되는 제2 유체를 유도하는 공급펌프(33)를 포함한다. 이때, 제2 유체는 선체 외부에서 흡입되는 외부 공기일 수 있다.The heating unit is installed in the preheating chamber 30 and discharged to a heating target space (not shown) via the preheater 140 provided in the preheating lines 217 and 218 and the preheating chamber 30 through the suction port 31. And a feed pump 33 for directing the second fluid. In this case, the second fluid may be external air sucked from the outside of the hull.

예열실(30)은 선박에 필수 공급되는 거주구 용 공조기, 즉 중앙식 공기 조화에 사용하는 공기 조화기인 AHU(Air Handling Unit)가 마련되는 공간으로써, 에어 필터, 공기 냉각기, 공기 가열기, 가습기, 공급펌프 등의 장치를 케이싱에 수납한 곳일 수 있다. 이러한 예열실(30)에는 제2 유체의 공급을 유도하기 위한 공급펌프(33)와, 외기를 흡입하기 위한 흡입구(31)와, 흡입구(31)와 예열실(30)을 연결하는 덕트(32)가 마련될 수 있다. The preheating chamber 30 is a space in which air handling units (AHUs), which are air conditioners for residential quarters that are essential to ships, that is, air conditioners used for central air conditioning, are provided, and include air filters, air coolers, air heaters, humidifiers, A device such as a supply pump may be housed in a casing. The preheating chamber 30 has a supply pump 33 for inducing the supply of the second fluid, a suction port 31 for sucking outside air, and a duct 32 connecting the suction port 31 and the preheating chamber 30. ) May be provided.

흡입구(31)는 개별적으로 마련된 예열실(30) 일측에 설치되는 것으로, 외부의 차가운 공기가 난방 대상공간으로 공급될 수 있도록 덕트(32)를 통해 연결된다. 그리고 난방 대상공간은 난방을 필요로 하는 공간으로, 선원이나 생명체가 거주하는 선실 또는 작업실일 수 있다. 이때, 흡입구(31)로는 섭씨 -10도 이하의 차가운 공기가 흡입될 수 있다.The suction port 31 is installed at one side of the preheating chamber 30 separately provided, and is connected through the duct 32 so that external cool air can be supplied to the heating target space. The space to be heated is a space requiring heating, and may be a cabin or a work room where a sailor or a living creature lives. At this time, the cold air of less than -10 degrees Celsius may be sucked into the inlet 31.

순환라인(211, 214, 215, 216)은 열교환기(130)와 압축기(110)를 서로 연결하는 냉각라인으로써, 열교환기(130)에서 압축기(110) 쪽으로 제1 유체가 흐르도록 마련되는 제1 순환라인(211), 및 압축기(110)에서 열교환기(130) 쪽으로 제1 유체가 흐르도록 마련되는 제2 내지 3 순환라인(214, 215, 216)을 포함한다.The circulation lines 211, 214, 215, and 216 are cooling lines connecting the heat exchanger 130 and the compressor 110 to each other, and are provided such that a first fluid flows from the heat exchanger 130 toward the compressor 110. 1 includes a circulation line 211, and second to third circulation lines 214, 215, and 216 provided to allow the first fluid to flow from the compressor 110 toward the heat exchanger 130.

예열라인(217, 218)은 순환라인(211, 214, 215, 216)을 흐르는 제1 유체의 열에너지를 예열기(140)를 이용해 난방 대상공간으로 공급하기 위한 우회라인으로써, 제2 내지 3 순환라인(214, 215, 216)에서 분기되는 제1 예열라인(217)과, 예열기(140)를 거쳐 제2 내지 3 순환라인(214, 215, 216)으로 다시 합류하도록 마련되는 제2 예열라인(218)을 포함한다.The preheating lines 217 and 218 are bypass lines for supplying thermal energy of the first fluid flowing through the circulation lines 211, 214, 215 and 216 to the heating target space using the preheater 140, and the second to third circulation lines. The first preheating line 217 branched at 214, 215, and 216, and the second preheating line 218 arranged to rejoin the second to third circulation lines 214, 215, and 216 through the preheater 140. ).

응축라인(212, 213)은 압축기(110)와 응축기(120)를 연결하되, 압축기(110)에서 응축기(120) 쪽으로의 유체흐름을 개폐 가능한 제1 응축라인(212)과, 응축기(120)에서 압축기(110) 쪽으로의 유체흐름을 개폐 가능한 제2 응축라인(213)을 포함한다. The condensation lines 212 and 213 connect the compressor 110 and the condenser 120, and the first condensation line 212 and the condenser 120 capable of opening and closing a fluid flow from the compressor 110 toward the condenser 120. And a second condensation line 213 capable of opening and closing the fluid flow toward the compressor 110.

한편, 이러한 예열라인(217, 218)은 외부 온도가 설정온도 이상인 경우 폐쇄되고, 외부 온도가 설정온도 미만인 경우 개방되도록 제어될 수 있다. 그리고 응축라인(212, 213)는 반대로, 외부 온도가 설정온도 이상인 경우 개방되고, 외부 온도가 설정온도 미만인 경우 폐쇄되도록 제어될 수 있다. 이때, 예열라인(217, 218)을 개방하거나 폐쇄하기 위하여 삼방밸브(220)와 개폐밸브(230)가 마련될 수 있다.Meanwhile, the preheating lines 217 and 218 may be closed when the external temperature is higher than or equal to the set temperature and open when the external temperature is lower than or equal to the preset temperature. In addition, the condensation lines 212 and 213 may be controlled to be opened when the external temperature is higher than or equal to the set temperature and closed when the external temperature is lower than or equal to the preset temperature. In this case, the three-way valve 220 and the on-off valve 230 may be provided to open or close the preheating lines 217 and 218.

삼방밸브(220)는 압축기(110)와 연결되는 제2 순환라인(214), 열교환기(130)와 연결되는 제3 순환라인(215, 216), 및 제1 예열라인(217)과 각각 연결되고, 제2 순환라인(214)에서의 제1 유체 흐름을 열교환기(130) 또는 예열기(140)로 선택적으로 허용한다. 그리고 개폐밸브(230)는 예열기(140)와 제3 순환라인(215, 216)을 연결하는 제2 예열라인(218)에 마련된다. The three-way valve 220 is connected to the second circulation line 214 connected to the compressor 110, the third circulation lines 215 and 216 connected to the heat exchanger 130, and the first preheating line 217, respectively. And selectively allows the first fluid flow in the second circulation line 214 to the heat exchanger 130 or the preheater 140. The on-off valve 230 is provided in the second preheating line 218 connecting the preheater 140 and the third circulation lines 215 and 216.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 공기조화 시스템의 여름철 운행모드를 도시하고, 도 3은 겨울철 운행모드를 도시한다.2 illustrates a summer operating mode of a ship air conditioning system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a winter operating mode.

도 2를 참조하면, 외부 온도가 설정온도 이상인 경우, 삼방밸브(220)는 제2 순환라인(214)과 제3 순환라인(215, 216)을 연통하되 제1 예열라인(217)으로의 유체흐름은 차단하고, 개폐밸브(230)는 폐쇄하고, 응축라인(212, 213)으로의 유체 흐름은 개방할 수 있다. 이때 제1 유체는 제1 순환라인(211)과 압축기(110)와 응축라인(212, 213)과 제2 순환라인(214)과 제3 순환라인(215, 216)과 열교환기(130)를 따라 흐르게 된다.Referring to FIG. 2, when the external temperature is greater than or equal to the set temperature, the three-way valve 220 communicates with the second circulation line 214 and the third circulation line 215, 216, but the fluid to the first preheating line 217. The flow may be blocked, the shut-off valve 230 may be closed, and the fluid flow to the condensation lines 212 and 213 may be opened. At this time, the first fluid is connected to the first circulation line 211, the compressor 110, the condensation lines 212 and 213, the second circulation line 214, the third circulation line 215 and 216 and the heat exchanger 130. Will flow along.

도 3을 참조하면, 외부 온도가 설정온도 미만인 경우, 삼방밸브(220)는 제2 순환라인(214)과 제1 예열라인(217)을 연통하되 제3 순환라인(215, 216)으로의 유체흐름은 차단하고, 개폐밸브(230)는 개방하고, 응축라인(212, 213)으로의 유체 흐름은 차단하도록 제어될 수 있다. 이때 제1 유체는 압축기(110)와 제2 순환라인(214)과 예열라인(217, 218)과 예열기(140)와 제3 순환라인(216) 일부와 열교환기(130)와 제1 순환라인(211)을 따라 흐르게 된다.Referring to FIG. 3, when the external temperature is less than the set temperature, the three-way valve 220 communicates with the second circulation line 214 and the first preheating line 217, but fluids to the third circulation lines 215 and 216. The flow can be controlled to block, open / close valve 230 to open, and to block fluid flow to condensation lines 212 and 213. At this time, the first fluid is the compressor 110, the second circulation line 214, the preheating line 217, 218, the preheater 140, the third circulation line 216, the heat exchanger 130 and the first circulation line Flow along 211.

즉, 도 3과 같이 겨울철에 외부온도가 설정온도 미만인 경우에 예열라인(217, 218)을 제한적으로 개방하여 사용할 수 있다. 따라서, 상술한 구성들이 유기적으로 결합된 본 발명의 선박의 공기조화 시스템은 예열라인(217, 218)이 순환라인(211, 214, 215, 216)에서 분기되고, 외기를 예열라인(217, 218)과 열교환시켜 난방 대상공간으로 토출하는 난방부를 구비하여, 겨울철에 냉장/냉동실 용 냉동기 냉매의 고온 에너지를 선실 난방용 에너지로 활용할 수 있다. 나아가, 냉매를 냉각하기 위해 필요한 에너지를 예열라인(217, 218)에서 빼앗긴 에너지만큼 절감할 수 있으므로 결국 선박 운용비용을 줄일 수 있다.That is, as shown in FIG. 3, when the external temperature is less than the set temperature in winter, the preheating lines 217 and 218 may be limitedly opened. Thus, in the air conditioning system of the present invention in which the above-described configurations are organically combined, the preheating lines 217 and 218 branch off the circulation lines 211, 214, 215 and 216, and the outside air preheating lines 217 and 218. And a heating unit configured to heat-exchange and discharge into the heating target space, the high temperature energy of the refrigerant in the refrigerator / freezer for winter can be utilized as energy for cabin heating. Furthermore, the energy required to cool the refrigerant can be reduced by the energy deprived from the preheating lines 217 and 218, thereby reducing the ship operating cost.

다시 말해, 겨울철 냉동기 운전 시 고온의 압축 냉매, 즉 제1 유체를 응축기(120)를 거치지 않고 거주구 용 공조기에 마련된 예열기(140)를 실외기(응축기) 형태로 사용할 수 있다. 즉, 겨울철 냉매 흐름은 압축기(110)에서 응축기 대용인 예열기(140), 냉동고용 증발기인 열교환기(130)를 거쳐 다시 압축기(110)를 순환하도록 할 수 있다. In other words, during operation of the winter freezer, the preheater 140 provided in the air conditioner for the residence can be used as an outdoor unit (condenser) without using a high-temperature compressed refrigerant, that is, the first fluid, without passing through the condenser 120. That is, the winter refrigerant flow may be circulated back to the compressor 110 through the preheater 140 which is a substitute for the condenser in the compressor 110 and the heat exchanger 130 which is the freezer evaporator.

따라서, 거주구 용 예열기(140)와 식료품용 열교환기(130)를 결합하여 겨울철 운전에너지를 절감할 수 있다. 나아가, 이 방식을 사용할 경우 겨울철에 열교환기(130)의 고온냉매를 응축기(120)로 냉각하지 않아 2차로 에너지 절감할 수 있고, 그로써 선박 운용비용 절감할 수 있다.Thus, by combining the residential preheater 140 and the food exchange heat exchanger 130, it is possible to reduce the winter operating energy. Furthermore, when using this method, the high temperature refrigerant of the heat exchanger 130 may not be cooled by the condenser 120 in the winter, and thus energy may be secondarily reduced, thereby reducing the ship operating cost.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art may realize various modifications and other equivalent embodiments therefrom. I can understand. Therefore, the true scope of the invention should be defined only by the appended claims.

10: 선체 20: 냉장실
30: 제2 유체 31: 유입공기
32: 토출공기 100: 냉장부
110: 쿨링펌프 111: 모터
120: 고온 제2 순환라인 121: 제1 밸브
122: 저온 제2 순환라인 130: 실외기
131: 응축기 132: 압축기
133: 모터 134: 제1 순환라인
135: 실내기 200: 난방부
210: 예열라인 211: 제2 밸브
212: 열교환기 213: 제3 밸브
220: 예열실 221: 공급펌프
231: 공기흡입구 232: 덕트10: hull 20: cold room
30: second fluid 31: inlet air
32: discharged air 100: refrigeration unit
110: cooling pump 111: motor
120: second high temperature circulation line 121: first valve
122: second low temperature circulation line 130: outdoor unit
131: condenser 132: compressor
133: motor 134: the first circulation line
135: indoor unit 200: heating unit
210: preheating line 211: second valve
212: heat exchanger 213: third valve
220: preheating chamber 221: supply pump
231: air intake 232: duct

Claims (7)

압축기와 선내 냉장실에 마련되는 열교환기를 연결하고 제1 유체가 흐르는 순환라인;
상기 압축기와 응축기를 연결하는 응축라인; 및
상기 순환라인에서 분기되어, 제2 유체가 통과하는 예열실에 설치되는 예열기가 마련된 예열라인;을 포함하고,
상기 예열기는 상기 제2 유체를 고온의 상기 제1 유체와 열교환시켜 실내 난방용으로 사용가능하게 하는 선박의 공기조화 시스템.A circulation line through which the first fluid flows and connects a heat exchanger provided in the refrigerator and the inboard refrigerator compartment;
A condensation line connecting the compressor and the condenser; And
And a preheating line branched from the circulation line and provided with a preheater installed in the preheating chamber through which the second fluid passes.
And the preheater heat exchanges the second fluid with the first fluid at high temperature to make the preheater available for indoor heating. 제1 항에 있어서,
상기 제2 유체는 선체 외부에서 흡입되는 공기이고,
외부 온도가 설정온도 이상인 경우 상기 예열라인을 폐쇄하고,
외부 온도가 설정온도 미만인 경우 상기 예열라인을 개방하도록 제어되는 선박의 공기조화 시스템.According to claim 1,
The second fluid is air sucked outside the hull,
When the outside temperature is above the set temperature, close the preheating line,
A ship's air conditioning system controlled to open the preheating line if the outside temperature is below a set temperature. 제2 항에 있어서,
외부 온도가 설정온도 이상인 경우 상기 응축라인을 개방하고,
외부 온도가 설정온도 미만인 경우 상기 응축라인을 폐쇄하도록 제어되는 선박의 공기조화 시스템.The method of claim 2,
Open the condensation line when the outside temperature is above the set temperature,
A ship's air conditioning system controlled to close the condensation line if the outside temperature is below a set temperature. 제1 항에 있어서,
상기 순환라인은, 상기 열교환기에서 상기 압축기 쪽으로 제1 유체가 흐르는 제1 순환라인, 및 상기 압축기에서 상기 열교환기 쪽으로 제1 유체가 흐르는 제2 내지 3 순환라인을 포함하고,
상기 예열라인은, 상기 제2 내지 3 순환라인에서 분기되는 제1 예열라인과, 상기 예열기를 거쳐 상기 제2 내지 3 순환라인으로 다시 합류하도록 마련되는 제2 예열라인을 포함하는 선박의 공기조화 시스템.According to claim 1,
The circulation line includes a first circulation line through which the first fluid flows from the heat exchanger toward the compressor, and second through third circulation lines through which the first fluid flows from the compressor toward the heat exchanger.
The preheating line includes a first preheating line branched from the second to third circulation lines, and a second preheating line provided to join back to the second to third circulation lines via the preheater. . 제4 항에 있어서,
상기 압축기와 연결되는 상기 제2 순환라인, 상기 열교환기와 연결되는 상기 제3 순환라인, 및 상기 제1 예열라인과 각각 연결되는 삼방밸브를 포함하고,
상기 삼방밸브는 상기 제2 순환라인에서 공급되는 제1 유체 흐름을 상기 열교환기 또는 상기 예열기로 선택적으로 흐르도록 제어 가능한 선박의 공기조화 시스템.The method of claim 4, wherein
And a three-way valve connected to the second circulation line connected to the compressor, the third circulation line connected to the heat exchanger, and the first preheating line, respectively.
The three-way valve is a ship air conditioning system that can control to selectively flow the first fluid flow supplied from the second circulation line to the heat exchanger or the preheater. 제5 항에 있어서,
상기 예열기와 상기 제3 순환라인을 연결하는 제2 예열라인에는 개폐밸브가 마련되고,
외부 온도가 설정온도 이상인 경우, 상기 삼방밸브는 상기 제2 순환라인과 상기 제3 순환라인을 연통하되 상기 제1 예열라인으로의 유체흐름은 차단하고, 상기 개폐밸브는 폐쇄하고, 상기 응축라인으로의 유체 흐름은 개방하고,
외부 온도가 설정온도 미만인 경우, 상기 삼방밸브는 상기 제2 순환라인과 상기 제1 예열라인을 연통하되 상기 제3 순환라인으로의 유체흐름은 차단하고, 상기 개폐밸브는 개방하고, 상기 응축라인으로의 유체 흐름은 차단하도록 제어되는 선박의 공기조화 시스템.The method of claim 5,
On and off valve is provided in the second preheating line connecting the preheater and the third circulation line,
When the external temperature is higher than or equal to the set temperature, the three-way valve communicates with the second circulation line and the third circulation line, but blocks the flow of fluid to the first preheating line, closes the on / off valve and closes the condensation line. Fluid flows open,
When the external temperature is less than the set temperature, the three-way valve is in communication with the second circulation line and the first preheating line, but the flow of fluid to the third circulation line is blocked, the on-off valve is opened, the condensation line Air conditioning system of a vessel, the fluid flow of which is controlled to block. 제1 항에 있어서,
상기 응축기와 쿨링펌프를 연결하고 제3 유체가 흐르는 청수라인을 더 포함하는 선박의 공기조화 시스템.According to claim 1,
And a fresh water line through which the condenser and the cooling pump are connected and through which a third fluid flows.
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