KR960007984B1 - Ice water accumulation type cooling room system - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명 빙축열식 냉방시스템을 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing the ice heat storage cooling system of the present invention.
제2도는 제1도의 브라인결빙판부를 나타내는 사시도.2 is a perspective view showing the brine freezing plate of FIG.
제3도는 제2도의 가-가선 단면도.3 is a cross-sectional view of FIG. 2.
제4도는 제1도 빙축열조에서의 작동상태를 나타내는 평단면도.4 is a plan sectional view showing an operating state in the ice storage tank of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 빙축열조 11 : 개구부10: ice storage tank 11: opening
12 : 단열재 20 : 브라인냉동사이클12: insulation 20: brine refrigeration cycle
21 : 냉각탑 22 : 냉동기21: cooling tower 22: freezer
23 : 브라인순환펌프 24 : 브라인결빙판부23: brine circulation pump 24: brine freezing plate
30 : 해빙용 부동액사이클 31 : 해빙용 부동액팽창탱크30: antifreeze cycle for thawing 31: antifreeze expansion tank for thawing
32 : 팬코일유닛 33 : 해빙용 부동액해빙판부32: fan coil unit 33: antifreeze ice plate part for thawing
34 : 해빙용 부동액순환펌프 40 : 냉수사이클34: antifreeze circulation pump for sea ice 40: cold water cycle
41 : 냉수순환펌프 42 : 냉수팽창탱크41: cold water circulation pump 42: cold water expansion tank
43 : 공기조화기 44 : 냉수보조탱크43: air conditioner 44: cold water auxiliary tank
45 : 게이트밸브 46 : 체크밸브45: gate valve 46: check valve
본 발명은 값싼 심야전력을 이용하여 빙축열조에 저장된 물을 결빙시키고, 온도가 올라간 낮에 실내의 더운공기를 이용하여 해빙시켜 냉수의 수로를 만들어 냉수를 실내에 설치된 공기조화기로 보내서 열교환시켜 냉방효과를 얻도록 하는 빙축열식 냉방시스템에 관한 것이다.The present invention freezes the water stored in the ice storage tank by using a low-cost late night power, thaw using hot air in the room during the day when the temperature rises to create a channel of cold water to send the cold water to the air conditioner installed in the room to heat exchange effect It relates to an ice heat storage cooling system.
종래 심야전력용 냉방시스탬은, 값싼 심야전력을 이용하여 빙축열조의 내부에 저장되는 물을 결빙시키지만, 동파문제와 해동 및 냉방문제로 인하여 50% 이상은 결빙시킬 수 없었디 때문에 축열율이 낮았으며, 이로 인하여 빙축열조의 체적이 커져야 하는 문제점이 있었다.Conventional late night power cooling system uses the cheap night power to freeze the water stored in the ice storage tank, but the heat storage rate was low because it could not freeze more than 50% due to freezing problems, thawing and cooling problems, Because of this, there was a problem that the volume of the ice storage tank has to be large.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점이 완전결빙과 해빙문제를 해결하기 위한 것으로, 완전히 결빙하여도 동파되지 않도록 개구부가 형성되는 빙축열조와, 해빙되어 형성되는 냉수의 수로를 통하여 냉수가 순환되면서 방냉할 수 있도록 한 해빙용 부동액사이클과, 상기 빙축열조가 개방되어 있는 문제가 없도록 만들어진 보조탱크 및 체크밸브를 겸비한 냉수사이클로 구성되어, 심야의 값싼 전력을 이용하여 빙축열조에 저장된 물을 완전히 결빙시키고, 온도가 올라간 낮에 실내의 더운 외부공기에 의하여 온도가 상승된 부동액을 빙축열조의 얼음과 열교환시켜 수로를 형성시키며, 상기 형성된 수로를 통하여 흐르는 냉수를 순환시켜 실내에 설치된 공기조화기에서 열교환되도록 하여 냉방효과를 얻는 빙축열식 냉방시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and complete freezing and thawing problems, while the cold water is circulated through the ice storage tank and the cold water channel formed by the thawing, the opening is formed so as not to be frozen even when completely frozen It consists of an anti-freeze cycle for thawing and a cold water cycle that includes an auxiliary tank and a check valve made to prevent the ice storage tank from being opened, and completely freezes the water stored in the ice storage tank by using a low-cost electric power at night. During the day when the temperature rises, the antifreeze liquid whose temperature is raised by the hot outside air heats with the ice of the ice storage tank to form a channel, and circulates the cold water flowing through the formed channel to allow heat exchange in an indoor air conditioner. To provide an ice heat storage cooling system .
이하 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention in detail.
본 발명 빙축열식 냉방시스템은 제1도 내지 제4도에 도시되는 바와같이, 방부에 개구부(11)가 형성되며 벽판에 단열재(12)가 착설되는 빙축열조(10)의 내부에 형성된 공간에 저장된 물을 결빙시키는 브라인냉동사이클(4)과, 이 브라인냉동사이클(20)에 의하여 결빙된 얼음(E)이 부분적으로 해빙되어 구로가 형성되도록 실내의 공기에 의하여 온도가 상승된 부동액을 순환시키는 해빙용 부동액사이클(30)과, 이 해빙용 부동액사이클(30)에 의하여 형성된 수로를 통하여 해빙된 냉수(F)를 순환시키는 냉수사이클(40)로 구성함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.As shown in FIGS. 1 to 4, the ice storage type cooling system of the present invention is stored in a space formed inside the ice storage tank 10 in which the opening 11 is formed in the anti-corrosion and the heat insulating material 12 is installed on the wall plate. The brine freezing cycle 4 for freezing water and the ice E frozen by the brine freezing cycle 20 are partially thawed to circulate the antifreeze whose temperature has been raised by the air in the room so that a drain is formed. The antifreeze cycle 30 and the cold water cycle 40 which circulates the cold water F thawed through the channel formed by this antifreeze cycle 30 are characterized by the technical constitution.
하기에서 언급되는 브라인(brine)은 염화칼슘수용액, 에칠렌글리콜수용액, 염화나트륨수용액, 염화마그네슘수용액을 말하며, 이들은 냉동시스템과 냉각되는 물체 사이에 개입하여 열을 이동시키는 매체역할을 하고, 이 브라인(brine)을 이용하는 냉동시스템, 냉각기에 냉매를 사용하는 냉동사이클과 브라인(brine)을 사용하는 별도의 브라인냉동사이클을 설치하여, 이 냉동사이클에서 팽창되는 냉매에 의하여 냉기를 발생시키고, 이 냉기로 브라인냉동사이클의 브라인(brine)을 냉각시키며, 이 냉각된 브라인(brine)을 순환시켜 피냉각물을 냉각시키는 방법을 사용한다.The brine referred to below refers to aqueous calcium chloride solution, aqueous ethylene glycol solution, aqueous sodium chloride solution, and magnesium chloride solution, which act as a medium to transfer heat between the refrigeration system and the object to be cooled, and this brine A refrigeration system using a cooler, a refrigeration cycle using a refrigerant in the cooler and a separate brine refrigeration cycle using a brine are installed to generate cold air by the refrigerant expanded in this refrigeration cycle, and this brine freezing cycle The brine is cooled, and the cooled brine is circulated to cool the object to be cooled.
상기 브라인냉동사이클(20)은 내부에 유입되는 브라인을 냉동시키는 냉동기(22)와, 이 냉동기(22)에서 냉각된 브라인이 순환되도록 관로중에 설치되는 브라인순환펌프(23)와, 이 브라인순환펌프(23)에 연결되며 빙축열조(10)의 내부에 장착되어 저장된 물을 결빙시키는 브라인결빙판부(24)와, 이 브라인결빙판부(24)를 경유한 브라인이 다시 냉동기(22)에 유입되도록 연결한다. 이때, 관로중에 설치된 브라인팽창탱크(25)에서는 관로중에서 온도변화에 의한 브라인의 체적변화가 처리된다.The brine refrigeration cycle 20 is a refrigerator 22 for freezing the brine introduced into the inside, a brine circulation pump 23 installed in the conduit so that the brine cooled in the freezer 22 and the brine circulation pump Connected to (23) and the brine freezing plate portion 24 which is mounted inside the ice storage tank 10 to freeze the stored water, and the brine via the brine freezing plate portion 24 is introduced to the refrigerator 22 again. do. At this time, in the brine expansion tank 25 installed in the pipeline, the volume change of the brine due to the temperature change in the pipeline is processed.
이러한 브라인냉동사이클(20)에서 빙축열조(10)의 내부에 장착되는 브라인결빙판부(24)는, 냉동기(22)에서 냉각된 브라인(brine)이 통과하는 브라인유입관부(24a)와 브라인유출판부(24b)가 각각 연통되며 내부에 중공부가 형성되도록 전면판(24c)과 후면판(24d)을 형성하여 서로 겹쳐서 기밀하게 스포트용접하고, 이렇게 조합된 세트를 소정의 갯수만큼 여러개 겹쳐 연결하여 빙축열조(10)의 내부에 장착시킨다.In the brine refrigeration cycle 20, the brine freezing plate part 24 mounted inside the ice storage tank 10 has a brine inflow pipe part 24a and a brine outflow plate part through which brine cooled in the freezer 22 passes. (24b) are in communication with each other and the front plate (24c) and the rear plate (24d) to form a hollow inside there is formed by overlapping each other and hermetically spot welded, and the combination of the combination of the predetermined number of overlapping ice storage heat tank (10) to be mounted inside.
상기 해빙용 부동액사이클(30)은 관로의 내부에 흐르는 부동액의 온도가 실내공기에 의하여 상승되도록 실내에 설치되며 상부에 해빙용 부동액팽창탱크(31)가 설치되는 펜코일유닛(32)과, 이 펜코일유닛(32)에 연결되며 빙축열조(10)의 내부에 설치되어 결빙된 얼음(E)을 해빙시켜 수로를 형성시키는 해빙용 부동액해빙판부(33)와, 이 해빙용 부동액해빙판부(33)에서 냉각된 부동액이 다시 팬코일유닛(32)에 유입되도록 관로중에 해빙용 부동액순환펌프(34)를 설치한다. 이때, 부동액사이클(30)은 냉방이 필요한 방은 냉방시키고, 완전히 결빙된 빙축열조의 일부분을 해빙시켜 냉수가 순환되도록 하는 수로를 형성시키는 등의 매우 중요한 역할을 한다.The antifreeze antifreeze cycle 30 is installed in the room so that the temperature of the antifreeze flowing in the pipeline is increased by the indoor air and the pen coil unit 32 is installed on the antifreeze antifreeze expansion tank 31, and It is connected to the pen coil unit 32 and installed in the ice storage tank 10 to thaw the frozen ice (E) to form a waterway for thawing and the antifreeze thawing plate portion 33, and this antifreeze thawing plate portion 33 The antifreeze circulating pump 34 is installed in the conduit so that the antifreeze cooled in) is introduced into the fan coil unit 32 again. At this time, the antifreeze cycle 30 plays a very important role such as cooling the room requiring cooling and thawing a portion of the ice storage tank that is completely frozen to form a channel for circulating cold water.
상기 냉수사이클(40)은 빙축열조(10)의 하부에 연통되며 형성된 수로를 통하여 흐르는 해빙된 냉수(F)를 순환시키는 냉수순환펌프(41)와, 이 냉수순환펌프(41)에 연결되며 상부에 냉수팽창탱크(42)가 설치되고 유입되는 냉수가 외부공기와 열교환되는 공기조화기(43)와, 이 공기조화기(43)에 연결되어 유입되는 냉수의 수위를 조절하며 빙축열조(10)에 연통되는 냉수보조탱크(44)로 이루어진다. 이때, 냉수보조탱크(44)는 빙축열조(10)의 수위가 기준치 이상 상승되는 것을 억제하며, 빙축열조(10)에 개구부(11)가 있어도 아무 문제가 없도록 매우 중요한 역할을 한다.The cold water cycle 40 is connected to the lower portion of the ice storage tank 10 and connected to the cold water circulation pump 41 for circulating the thawed cold water F flowing through the water channel formed therein, and connected to the cold water circulation pump 41. The cold water expansion tank 42 is installed in the air conditioner 43 and the cold water flowing in and the heat exchange with the outside air, and the ice storage heat tank 10 is connected to the air conditioner 43 to adjust the water level of the incoming cold water It consists of a cold water auxiliary tank 44 communicated with. At this time, the cold water auxiliary tank 44 suppresses the water level of the ice storage tank 10 to rise above the reference value, and plays a very important role so that there is no problem even if the ice storage tank 10 has the opening 11.
이러한 냉수사이클(40)은 빙축열조(10)의 하부에 연통되는 관로중에 게이트밸브(45)를 설치하여 빙축열조(10)에서 유출되는 해빙된 냉수(F)를 차단할 수 있도록 하며, 이 게이트밸브(45)를 통과한 냉수가 역방향으로 흐르지 않도록 냉수순환펌프(41)의 전,후에 체크밸브(46)를 설치하고, 냉수보조탱크(44)에는 빙축열조(10)에 저장되는 물의 수위를 조절하기 위하여 플로프(44b)가 연결된 조절밸브(44a)를 설치하도록 한다. 이때, 체크밸브(46)는 빙축열조(10)가 개구부(11)가 있어도 아무 문제가 없도록 아주 중요한 역할을 한다. 첨부된 도면의 미설명부호 A는 냉수유출관부, B는 냉수유입관부이며, C는 부동액유출관부, D는 부동액유입관부이다.The cold water cycle 40 is to install the gate valve 45 in the pipeline connected to the lower portion of the ice storage tank 10 to block the thawed cold water (F) flowing out of the ice storage tank 10, this gate valve The check valve 46 is installed before and after the cold water circulation pump 41 to prevent the cold water passing through the 45 in the reverse direction, and the water level of the water stored in the ice storage tank 10 is adjusted in the cold water auxiliary tank 44. In order to install the control valve 44a connected to the flop 44b. At this time, the check valve 46 plays a very important role so that there is no problem even if the ice storage tank 10 has the opening (11). In the accompanying drawings, reference numeral A is a cold water outflow pipe part, B is a cold water inflow pipe part, C is an antifreeze outflow pipe part, and D is an antifreeze inflow pipe part.
한편, 본 발명 빙축열식 냉방시스템의 작동관계는 제1도와 제4도에 도시되는 바와같이, 첫째, 빙축열조(10)의 내부에 일정한 수위만큼 저장된 물을 결빙시키는 브라인냉동사이클(20)은, 냉동기(22)에서 냉매의 팽창으로 브라인이 냉각되고, 이 냉각된 브라인이 브라인 순환펌프(23)의 구동에 의하여 빙축열조(10)의 내부에 장착된 브라인결빙판부(24)의 유입관부(24a)를 통하여 전면판(24c)과 후면판(24d)으로 형성되는 중공부에 유입되며, 이 중공부에 유입된 브라인은 빙축열조(10)의 내부에 저장된 물을 결빙시킨 다음에, 유출관부(24b)을 통하여 다시 냉동기(22)에 유입되는 사이클을 빙축열조(10)의 물이 완전히 결빙될 때까지 반복한다. 둘째, 빙축열조(10)의 내부에 결빙된 얼음(E)을 부분적으로 해빙시켜 수로를 형성시키는 해빙용 부동액사이클(30)은, 해빙용 부동액순환펌프(34)의 구동으로 관로중에 채워진 부동액을 팬코일유닛(32)에 유입시키고, 이 팬코일유닛(32)에 유입된 부동액은 실내의 더운공기와 열교환되어 온도가 상승된 다음에 빙축열조(10)의 내부에 장착되는 해빙용 부동액해빙판부(33)에 유입되며, 이 해빙용 부동액해빙판부(33)에 유입된 부동액은 빙축열조(10)의 결빙된 얼음(E)과 열교환한 다음에 다시 해빙용 부동액순환펌프(34)에 유입된다. 이러한 과정을 해빙용 부동액해빙판부(33)에서 결빙된 얼음(E)과 부동액과의 열교환으로 해빙용 부동액해빙판부(33) 주변의 얼음이 녹아 수로가 형성될 때까지 반복한다. 이때, 해빙용 부동액팽창탱크(31)에서는 관로중에서 온도변화에 의한 부동액의 체적변화가 처리된다. 셋째, 빙축열조(10)의 내부에 결빙된 얼음(E)이 부분적으로 해빙되어 형성된 수로를 통하여 흐르는 해빙된 냉수(F)를 순환시켜 실내를 냉방시키는 냉수사이클(40)은, 빙축열조(10)의 하부에 연동되는 관로중에 설치된 게이트밸브(45)가 개방되고 냉수순환펌프(41)가 구동되면, 해빙된 냉수(F)는 게이트밸브(45)과 체크밸브(46)를 경유하여 실내에 설치된 공기조화기(43)에 유입되고, 이 공기조화기(43)에 유입된 냉수는 외부의 더운공기와 열교환된 다음에 냉수보조탱크(44)에 유입되며, 이 냉수보조탱크(44)에 유입도는 온도가 상승된 냉수는 조절밸브(44a)에 의하여 빙축열조(10)의 수위와 일치되도록 조절된 후에 다시 빙축열조(10)의 상부에 연통되는 관로를 통하여 빙축열조(10)에 유입되는 과정을 반복한다. 이때, 냉수팽창탱크(42)에서는 관로중에서 온도변화에 의한 냉수의 체적변화가 처리된다. 또한, 운전정지시에는 냉수보조탱크(44)로 유입되는 물을 플로트(44b)의 상승에 의하여 조절밸브(44a)를 닫아주어 냉수가 유입될 수 없으며, 빙축열조(10) 하단의 냉수순환펌프(41)측에는 체크밸브(46)가 있어 냉수의 유출시에는 개방되나 냉수의 유입시에는 체크밸브(46)가 자동으로 닫혀 냉수가 빙축열조(10)에 유입될 수 없으므로 빙축열조(10)에는 일정수위 이상 수위가 상승되지 않는다.On the other hand, the operating relationship of the ice storage type cooling system of the present invention is shown in FIG. 1 and FIG. 4, First, the brine refrigeration cycle 20 to freeze the water stored by a certain level in the ice storage tank 10, The brine is cooled by the expansion of the refrigerant in the refrigerator 22, and the cooled brine is the inlet pipe portion 24a of the brine freezing plate 24 mounted inside the ice storage tank 10 by driving the brine circulation pump 23. Inflow into the hollow formed by the front plate (24c) and the rear plate (24d) through, and the brine introduced into the hollow portion freezes the water stored in the ice storage tank 10, and then the outlet pipe portion ( The cycle flowing back into the refrigerator 22 through 24b) is repeated until the water in the ice storage tank 10 is completely frozen. Second, the anti-freeze cycle 30 for thawing the ice E partially frozen in the ice storage tank 10 to form a channel, the antifreeze filled in the conduit by the drive of the anti-freeze circulation pump 34 for thawing The antifreeze thawing plate portion which is introduced into the fan coil unit 32 and the antifreeze flowed into the fan coil unit 32 is heat-exchanged with the hot air in the room to increase the temperature, and then mounted in the ice storage tank 10. (33) flows in, and the antifreeze flowing into the thaw antifreeze ice plate 33 is heat-exchanged with the frozen ice (E) of the ice storage tank 10 and then flows back to the antifreeze circulating pump 34 for thawing . This process is repeated until the ice formed around the ice-free antifreeze thawing plate 33 is melted by heat exchange between the ice E frozen in the thawing antifreeze thawing plate 33 and the antifreeze to form a water channel. At this time, in the antifreeze expansion tank 31 for thawing, the volume change of the antifreeze due to the temperature change in the pipeline is processed. Third, the cold water cycle 40 that cools the room by circulating the thawed cold water F flowing through the water channel formed by the ice E partially frozen in the ice heat storage tank 10 is the ice heat storage tank 10. When the gate valve 45 installed in the conduit interlocked with the lower part of the c) is opened and the cold water circulation pump 41 is driven, the thawed cold water F is indoors via the gate valve 45 and the check valve 46. Cold water flows into the installed air conditioner 43, and the cold water introduced into the air conditioner 43 flows into an external hot air and then flows into the cold water auxiliary tank 44, into the cold water auxiliary tank 44. The inflow rate is adjusted to match the water level of the ice storage tank 10 by the control valve 44a after the temperature rises, and then flows back into the ice storage tank 10 through a pipe communicating with the upper portion of the ice storage tank 10. Repeat the process. At this time, in the cold water expansion tank 42, the volume change of the cold water by the temperature change in the pipeline is processed. In addition, when the operation is stopped, the water flowing into the cold water auxiliary tank 44 closes the control valve 44a by the rise of the float 44b so that the cold water cannot be introduced, and the cold water circulation pump at the bottom of the ice storage tank 10 is stopped. On the (41) side there is a check valve 46 is opened when the cold water outflow, but when the inflow of cold water check valve 46 is automatically closed because the cold water can not flow into the ice storage tank (10) The water level does not rise above a certain level.
이와같은 본 발명 빙축열식 냉방시스템은, 상부에 개구부가 형성된 빙축열조의 내부에 저장된 물을 결빙시키는 브라인냉동사이클과, 상기 결빙된 물을 부분적으로 해빙시켜 수로를 형성시키는 해빙용 부동액사이클과, 이 수롤 통하여 해빙된 냉수를 순환시키는 냉수사이클로 구성함으로써, 심야의 값싼 전역을 이용항 빙축열조에 저장된 물을 브라인냉동사이클을 작동시켜 결빙시키고, 온도가 올라간 낮에 더운 실내공기를 이용하여 부동액순환사이클을 작동시켜 가열된 부동액을 빙출역조의 내부에 결빙된 얼음과 열교환시켜 해빙하여 수로를 형성시키며, 상기 형성된 수로를 통하여 흐르는 냉수를 냉수사이클을 작동시켜 실내에 설치된 공기조화기에서 열교환되도록 하여 냉방효과를 얻는 것으로 빙축열조에 보조탱크가 설치되어 있으므로, 빙축열조의 상부에 개구부를 형성시킬 수 있고, 상기 개구부로 인하여 동파가 방지되며, 완전결빙시키므로 출열율이 높아 빙축열조의 체적을 종래의 것보다 많이 줄여들 수 있으며, 빙축열조에 별도로 설치된 해빙용 부동액사이클이 수로를 형성시킬 수 있어 냉수가 순환하여 방냉할 수 있는 매우 유용한 것이다.Such an ice heat storage cooling system of the present invention includes a brine refrigeration cycle for freezing water stored in an ice storage tank having an opening formed thereon, an antifreeze cycle for thawing to partially freeze the frozen water, and a water roll By configuring the cold water cycle that circulates the cold water thawed through the ice, the brine refrigeration cycle freezes the water stored in the ice storage tank using the cheap whole area at midnight, and operates the antifreeze circulation cycle by using hot indoor air during the day when the temperature rises. By heat-exchanging the heated antifreeze with the ice frozen in the ice basin to form a waterway, and the cooling water flowing through the formed waterway to operate the cold water cycle to heat exchange in an indoor air conditioner to obtain a cooling effect Since the auxiliary tank is installed in the ice storage tank, An opening can be formed in the upper part of the tank, and the freezing can be prevented due to the opening, and since the freezing rate is high, the heat output rate is high, so that the volume of the ice storage tank can be reduced more than the conventional one, and the antifreeze cycle for thawing installed separately in the ice storage tank It can form a cold water is very useful to circulate cooling.
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| KR940004291A (en) | 1994-03-14 |
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