KR920006075B1 - 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

축빙식 축열시스템의 제빙량 측정방법 및 그 장치

제1도는 통상 축빙식 축열시스템의 개략 구성도.

제2도 (a)(b)는 종래 제빙량 측정장치의 각각 다른 실시형태를 보인 부분 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 제빙량 측정장치의 단면도.

제4도는 제3도의 요부 확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30 : 축열조 31 : 축열케이스

32 : 제빙코일 가이드 파이프 33 : 제빙코일

33a : 직선관 33b : 타원형관

34 : 플랙시블 튜브 35 : 변위검지계

36 : 지시간

본 발명은 축열매체로 물을 사용하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정방법 및 그 장치에 관한 것으로,특히 과도한 제빙운전에 의한 시스템의 파괴 및 에너지 손실을 극소화함에 적합하도록 한 제빙량 측정방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근 생활 수준의 향상으로 인하여 여름철 냉방에 대한 요구가 급격히 증가하여 최대 사용전력치가 위험수위에 도달하고 있다. 이를 해결하기 위하여 심야 시간대로 전력수요를 유도하여 최대 사용 전력치를 절하시키려는 노력이 계속되고 있으며, 냉방을 위한 가장 좋은 방법은 심야 전력대에 제빙운전에 의해 얼음을 제조하여 주간에 이의 융해열을 이용하여 냉방을 실시하는 것으로 알려져 있다.

이러한 방법에 의한 냉방 및 공조 상에 있어서 문제점은 제빙용 열교환기 주위에 얼음이 붙음으로 해서 생기는 냉동기의 능력저하와 과도하게 얼음을 생성시킴으로 해서 발생하는 에너지 손실, 구조체의 응력 발생에 의한 파괴 등이 있으므로 가장 선결해야 할 과제는 제조된 얼음의 두께에 의한 정확한 측정이라 할 수있다.

제1도는 종래 축빙식 축열 시스템의 개략 구성도를 보인것으로 이에 도시한 바와같이 축열조(1)의 내부에는 제빙코일(2)이 설치되어 제빙하도록 되어 있으며, 배관라인에는 공기열교환기(3), 압축기(4), 수열교환기(5), 브라인(brain) 열교환기(6) 및 펌프(7)가 연결되어 있다.

제2도(a)는 통상 축빙식 축열시스템에 이용되는 제빙량 측정장치의 일실시형태를 보인 것으로, 이에 도시한 바와같이, 축열조(10) 내부의 제빙기(14) 표면에 얼음(16)이 부착하면 축열조(10)의 수위가 변화하게 되고 이 변화치 △L은 부럭식 수위계(12)에 의하여 측정하여 △L값을 얼음의 축열량으로 환산한다.

도면에서 11은 단열재를 보인 것이고, 13은 부구를 보인 것이며, 15는 물을 보인 것이다.

또한 제2도 (b)는 종래 제빙량 측정장치의 다른 실시형태를 보인 것으로, 이에 도시한 바와같이, 축열조(20) 내부의 제빙코일(21)에 부착된 얼음 두께 검지용 단자(22) 사이에 생기는 전기저항 값이 달라지게되고 이 저항값의 변화치를 측정하여 얼음의 두께로 환산하여 축열량을 계산한다.

도면에서 23은 물, 24는 얼음을 보인 것이다.

그러나 상기한 바와같은 일실시형태의 얼음두께 측정장치는 얼음의 생성에 의한 축열조의 수위변화량이 미소하기 때문에 측정이 곤란하고, 순환펌프의 가동에 의한 수위면의 요동 등에 의해 부구에 영향을 끼쳐 정확한 측정을 기대하기 어렵다.

또한 다른 실시형태의 얼음두께 측정장치는 제빙코일의 위치에 따라 얼음두께에 편차가 있고, 같은 위치에서도 제빙코일에 붙는 얼음의 두께가 일정하지 않기 때문에 정확한 측정을 기대하기 어렵다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로 종래 축열량 접지방법 및 장치보다 간편하고 정확한 검지를 할 수 있어 빙축열 시스템의 자동제어를 용이하게 할 수 있게 되는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.

이와같은 본 발명의 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정방법은 축열조의 내부에 제빙코일을 상방으로 직선이동 가능하게 지지하여, 제빙기에 의한 제빙운전이 시작되면 제빙코일에 생성되는 얼음의 부력에 의하여 제빙코일이 상승되게 하고, 그 제빙코일의 상승분을 전자적인 신호로 변환하며, 이 전자적인 신호로 제빙운전을 자동제어함을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명에 의한 제빙량 측정장치는 축열조 내부에 제빙코일을 상방으로 직선이동가능하게 지지하는 지지수단과, 제빙코일에 얼음이 얼어 얼음의 부력으로 제빙코일이 상승함에 따라 그 상승분을 검지하고 전자적 신호로 변환하는 변위검지수단과, 상기 전자적 신호를 반영하여 제빙시스템의 제빙운전을 자동제어하는 제어수단으로 구성됨을 특징으로 하고 있다.

상기 제빙코일인 한쌍의 평행한 직선관과 그 한쌍의 직선관에 일정한 간격을 두고 연결되는 타원형상으로 이루어진다.

상기 지지수단은 축열조케이스의 상면판에 상기 제빙코일의 직선관 상단부가 관출되도록 형성된 안내공과, 축열조 케이스의 내부 저면에 고정되어 상기 제빙코일의 직선관 하단부를 승강가능하게 지지하는 제빙코일 가이드파이프로 되어 있다.

그리고 상기 제빙코일은 외부 제빙시스템과 플렉시블 파이프로 연결되는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 변위감지수단은 제빙코일의 한직선관 상단부에 고정된 지시간과, 그 지시간의 상하변위를 검지하는 차동트랜스등의 변위검지계로 구성될 수 있으며, 또는 상기 변위 감지수단은 적절한 제빙량을 얻을 수 있도록 계산된 높이에 상기 지시간에 의하여 접속되도록 설치되어 제빙기를 ON,OFF시키는 리미트 스위치로 구성될 수 있다.

상기 제어수단은 변위검지계에서 전달되는 전자적 신호를 환산하여 축열량으로 변환시키고 이 축열량을 지속적으로 디스플레이하는 표시수단을 구비하고 있다.

또한 상기 제빙코일의 직선관 하단부에는 과도한 상승을 방지하는 과도상승방지수단을 언결하여 IPF가 큰 시스템인 경우 제빙코일이 과도하게 상승함으로써 변위검지계의 절이가 지나치게 길어야 함을 보정하도록 되어 있으며, 상기 과도상승방지수단은 제빙코일의 직선관 하단부와 제빙코일 가이드파이프를 연결하는 스프링이거나 제빙코일의 직선관 하단부에 연결되는 중량물이다.

이와같이 된 본 발명의 한 동작은 제빙운전이 개시되어 축열조 내부의 제빙코일에 제빙이 시작되면 제빙코일에 부력이 발생하여 제빙코일이 상승하고 제빙코일이 상승함에 따라 변위검지수단에 의하여 상승량이 검지되고 그 상승량에 따라 전자적 신호가 발생하며, 이 전자적 신호가 제어수단에 전달되면 축열량이 계산되어 표시부에 지속적으로 표시됨과 아울러 제빙시스템의 제빙운전이 자동제어된다.

이하, 상기한 바와같은 본 발명을 첨부도면 제3도 및 제4도에 일실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 의한 제빙량 측정장치의 단면도를 보인 것이고, 제4도는 제3도의 요부 확대도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와같이, 축열조(30)내부의 저면에 고정한 제빙코일 가이드파이프(32)에 제빙코일(33)을 승강가능하게 조립한 다음 그 제빙코일(33)을 외부 제빙시스템(40)과 플랙시블튜브(34)로 연결하여 제빙운전을 실시하였을 경우 제빙코일(33) 주위에 물(W)이 얼어 얼음(I)이 생성되고 이 얼음(I)의 부력에의해 제빙코일(33) 전체가 상승하게 되어 있다.

상기 축열조(30)내의 수량은 일정하게 제어되므로 제빙코일(33)에 미치는 부력의 크기는 제빙코일(33) 주위에 생성된 얼음의 량에 비례하게 된다. 따라서 제빙코일(33)의 상승높이도 제빙량에 비례하게 되므로 제빙코일(33)의 끝단에 제빙코일(33)의 상승도를 지시할 수 있는 지시간(36)을 달고 이 지시간(36)의 상하 변위를 검지할 수 있는 차동 트랜스 등의 변위검지계(35)를 설치하여 제빙량을 환산하고 이를 다시 축열량으로 변화시키도록 되어 있다.

상기 제빙코일(33)은 한쌍의 평행한 수직관(33a)과 그 수직관(33a)에 소정간격으로 연결되는 타원형관(33b)으로 구성되어 있다.

도면에서 31은 축열조 케이스를 보인 것이고, 37은 변위검지계(35)를 제어수단에 연결하기 위한 리드와이어를 보인 것이다.

상기한 바와같은 본 발명의 일실시예에 의한 제빙량 측정장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제빙시스템(40)의 제빙운전이 개시되어 물이 얼음으로 변화하게 되면 약 10%정도의 체적팽창이 있게 되며 이에 따라 얼음으로 변화된 물의 무게 10%에 해당하는 부력이 제빙코일(33)에 생기게 되고, 이 부력에 의해 제빙코일(33)은 위로 상승하게 되며, 이 상승분을 검지하고 환산하여 축열량으로 나타낼 수 있다.

즉 제빙코일(33)은 제빙코일 가이드 파이프(32)와 축열조 케이스(31)의 안내공(31a)에 의해 지지되어 제빙코일(33)에 생기는 부력은 모두 위로 작용하게 되어 제빙코일(33)은 상승한다. 제빙량이 적을때는 부력이 제빙코일(33) 자체의 무게를 이기지 못하여 상승분은 생기지 않게 되지만 일반적인 빙축열의 경우 20% 이상을 IPF(ice packing factor)로 하므로 제빙코일을 상승시킬 수 있는 충분한 부력이 형성되게 된다. 이 제빙코일(33)의 상승분을 전자적으로 검지하여 상승높이에 따른 축열량을 계산해 내는 것은 간단한 작업이다.

이상과 같이 함으로써 종래의 축열량 검지방법 보다 간편하고 정확한 검지를 할 수 있어 빙축열 시스템의 자동제어를 훨씬 간단하게 실현할 수 있다.

Claims (11)

1. 축열조의 내부에 제빙코일을 상방으로 직선이동 가능하게 지지하여, 제빙기에 의한 제빙운전이 시작되면 제빙코일에 생성되는 얼음의 부력에 의하여 제빙코일이 상승되게 하고, 그 제빙코일의 상승분을 전자적인 신호로 변환하며, 이 전자적인 신호로 제빙운전을 자동제어함을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정방법.
2. 축열조 내부에 제빙코일을 상방으로 직선이동 가능하게 지지하는 지지수단과, 제빙코일에 얼음이 얼어 얼음의 부력으로 제빙코일이 상승함에 따라 그 상승분을 검지하고 전자적 신호로 변환하는 변위검지수단과, 상기 전자적 신호를 반영하여 제빙시스템의 제빙운전을 자동으로 제어하는 제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제빙코일은 한쌍의 평행한 직선관과, 그 한쌍의 직선관에 일정한 간격을 두고연결되는 타원형관으로 된 것임을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정창치.
4. 제2항에 있어서, 상기 지지수단은 축열조 케이스의 상면판에 상기 제빙코일의 직선관 상단부가 관출되도록 형성된 안내공과, 측열조 케이스의 내부 저면에 고정되어 상시 제빙코일의 직선관 하단부를 승강 가능하게 지지하는 제빙코일 가이드파이프로 구성된 것임을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 제빙코일은 외부 제빙시스템과 플랙시블파이프로 연결되는 것임을 특징으로하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 변위감지수단은 제빙코일의 한 직선관 상단부에 고정된 지시간과, 그 지시간의 상하변위를 검지하는 변위검지계로 구성되는 것임을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.
7. 상기 변위검지계는 차동트랜스와 마이크로 스위치 중에서 선택되는 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 제어수단은 변의감지수단에서 전달되는 전자적 신호를 환산하여 축열량을 변환시키고 이 축열량을 지속적으로 디스플레이하는 표시하는 표시수단을 포함하는 것임을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제링량 측정장치.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제빙코일의 직선관 하단부에 과도한 상승을 방지하는 과도상승방지수단을 연결하여 구성한 것임을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 과도상승방지수단은 제빙코일의 직선관 하단부와 제빙코일 가이드 파이프를 연결하는 스프링인 것을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 과도상승방지수단은 제빙코일의 직선관 하단부에 연결되는 중량물인 것을 특징으로 하는 축빙식 축열시스템의 제빙량 측정장치.

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