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KR100823653B1 - 통신장비용 냉방장치 - Google Patents

통신장비용 냉방장치 Download PDF

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KR100823653B1
KR100823653B1 KR1020060084180A KR20060084180A KR100823653B1 KR 100823653 B1 KR100823653 B1 KR 100823653B1 KR 1020060084180 A KR1020060084180 A KR 1020060084180A KR 20060084180 A KR20060084180 A KR 20060084180A KR 100823653 B1 KR100823653 B1 KR 100823653B1
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KR
South Korea
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brine
outdoor
refrigerant
outdoor heat
heat exchanger
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박희태
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주식회사 창조이십일
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Abstract

본 발명은 통신장비의 냉방에 관한 것으로서, 특히 각종 통신장비가 설치된 기지국, 부스 등의 실내외 공간에 배치되어 그 사이즈와 소음을 줄이면서도 열발생에 의해 초래될 수 있는 통신장비의 오작동을 안정적으로 방지할 수 있는 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 통신장비가 설치된 기지국의 실내에 배치되는 실내기 모듈과 상기 기지국의 실외에 배치되는 실외기 모듈로 구성된다. 냉동사이클 측면에서, 브라인배관(브라인 냉동사이클) 및 냉매배관(냉매 냉동사이클)로 이루어지고, 상기 브라인배관 상의 실내열교환기에 의해 기지국의 통신장비가 냉각되며, 상기 브라인은 상기 냉매배관 상의 제1, 2 브라인냉각기 또는 겨울철 등의 실외공기를 이용한 상기 브라인배관상의 제1, 2 실외열교환기에 의해 냉각된다. 특히, 상기 실외기 모듈에 설치되는 실외송풍기는 실외공기를 상기 브라인용 제1 실외열교환기와 상기 냉매용 제1 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하며, 또한 상기 브라인용 제2 실외열교환기와 상기 냉매용 제2 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하고 있다.
냉방장치, 통신장비, 열교환기, 브라인, 실내기, 실외기

Description

통신장비용 냉방장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR COMMUNICATION EQUIPMENT}
도 1은 본 발명에 따른 통신장비용 냉방장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 통신장비용 냉방장치의 실외기 모듈의 이중 열교환 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 통신장비용 냉방장치의 냉각용 제1, 2 실외열교환기의 직렬 연결도이다.
도 4는 본 발명에 따른 통신장비용 냉방장치의 브라인용 제1, 2 실외열교환기의 병렬 연결도이다.
도 5는 본 발명에 따른 통신장비용 냉방장치의 제1, 2 브라인냉각기의 브라인 배관상 병렬 연결도이다.
도 6은 본 발명에 다른 실시예에 따른 통신장비용 냉방장치를 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 통신장비용 냉방장치를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 실내기 모듈 110: 실내열교환기
111: 열교환용 튜브 120: 브라인배관
131, 132: 팽창밸브 140: 냉매배관
151: 제1 브라인냉각기 151: 제2 브라인냉각기
153: 열교환용 튜브 161: 제1 압축기
16: 제2 압축기 170: 실내송풍기
180: 실내온도 감지센서 181: 실외온도 감지센서
183: 브라인온도 감지센서 200: 실외기 모듈
210: 브라인용 제1 실외 열교환기 211: 열교환용 튜브
220: 브라인펌프 230: 브라인용 제2 실외열교환기
231: 열교환용 튜브 260: 실외송풍기
240: 냉매용 제1 실외열교환기 241: 열교환용 튜브
250: 냉매용 제2 실외열교환기 251: 열교환용 튜브
300: 기지국 400: 통신장비
501: 밸브 502:분기점
503: 합일점
본 발명은 통신장비의 냉방에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기지국, 부스 등에 설치된 통신장비용 냉방장치의 사이즈를 줄이고 소음, 과열 및 오작동을 방지 하여 장비를 안정적으로 보호하는 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 냉방장치(Air Conditioner)는 냉매가 증발할 때 주위에서 열을 빼앗는 증발열을 이용하는 것으로, 냉매로는 통상 저온에서도 쉽게 증발하는 암모니아, 프레온, 공비혼합냉매, 클로로메틸 등과 같은 액체를 사용한다.
이러한 냉방장치는 압축기에서 고압으로 압축된 기체 상태 냉매가 응축기를 거치면서 외기와의 열교환에 의해 고압의 액체상태 냉매로 응축된 후에 팽창밸브 또는 모세관 등을 통해 저압의 분무상태 냉매로 변환된다.
그리고, 저압의 분무상태 냉매는 증발기로 유입되어 내기와의 열교환에 의해 증발된 후에 다시 압축기로 유입되어 상술한 과정의 사이클이 순환되며, 이때 증발기에서 발생된 냉매의 증발열로 냉각된 공기는 송풍팬에 의해 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체로 송풍된다.
즉, 이러한 일반적인 냉방장치는 액화 및 증발 등과 같은 상변화가 용이한 냉매를 이용하여 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체를 냉각시킨다.
한편, 통신 기지국 또는 통신차량 등의 경우 그 내부에 다수의 유무선 통신장비들이 설치되는데, 이러한 통신장비들은 잦은 열발생에 의해 접촉불량 및 기기고장 등과 같은 각종 오동작을 유발할 수 있으므로 4계절 연중무휴로 냉방시켜야만 작동의 안정성을 확보할 수 있다.
하지만, 종래의 통신장비용 냉방장치는 외부의 온도에 따른 자연상태의 냉기를 적절히 이용하지 못하고, 단순히 외부전력에 의해 구동되는 방식을 채택함에 따 라 그 전력낭비가 매우 심한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실외기의 사이즈와 소음을 줄이면서도, 외부온도에 따른 자연상태의 냉기를 적절히 이용함으로써 전력낭비를 최소화하고 통신장비의 냉방상태를 안정적으로 유지하며, 이중열교환구조에 의하여 냉동사이클 중 고온부(방열부)의 방열효율을 향상시킨 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통신장비용 냉방장치는, 브라인배관 상에는 브라인 순환방향으로 실내열교환기와, 브라인펌프와, 브라인용 제1, 2 실외열교환기와, 제1, 2 브라인냉각기가 연결되며; 냉매배관 상에는 냉매 순환방향으로 제1, 2 팽창밸브와, 상기 브라인배관 상의 제1, 2 브라인냉각기, 제1, 2압축기와, 냉매용 제1, 2 실외열교환기가 연결되며, 상기 제1, 2팽창밸브는 병렬연결되어 있고 상기 제1, 2 브라인냉각기도 냉매배관상 병렬연결되어 있으며; 상기 브라인용 제1 실외열교환기는 상기 냉매용 제1 실외열교환기에 근접하여 설치되고, 상기 브라인용 제2 실외열교환기는 상기 냉매용 제2 실외열교환기에 근접하여 설치되며; 실내송풍기가 상기 브라인배관 상의 실내열교환기에 근접하여 설치되며; 실외송풍기가 상기 냉매용 제1 실외열교환기와 상기 냉매용제 2 실외열교환기의 중간에 위치되며, 실외공기를 상기 브라인용 제1 실외열교환기와 상기 냉매용 제1 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하며, 또한 상기 브라인용 제2 실외열교환기와 상기 냉매용 제2 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하도록 설치되며; 통신장비가 설치된 기지국의 실내에 배치되는 실내기 모듈과 상기 기지국의 실외에 배치되는 실외기 모듈로 분할되어, 상기 실내기 모듈에는 상기 실내열교환기와 실내송풍기가 내장되고, 상기 실외기 모듈에는 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기, 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기와 실외송풍기가 내장되며, 상기 브라인펌프, 상기 제1, 2 브라인냉각기, 상기 제1, 2 팽창밸브와, 상기 제1, 2 압축기는 상기 실내기 모듈 또는 상기 실외기 모듈에 내장되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1, 2 압축기는 위치가 다양하게 설정될 수 있으며, 상기 냉각용 제1, 2 실외열교환기와 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 상기 제1, 2 브라인냉각기는 브라인배관상에서 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 여기서, 직렬연결은 전기저항의 직렬연결과 유사하게 냉동사이클상의 기기를 배관의 분기가 없이 동일한 배관 상에 설치하는 것이다. 병렬연결은 전기저항의 병렬연결과 유사하게 냉동사이클상의 기기를 분기 및 합일되는 배관 구조에서 분기된 배관 상에 설치하는 것이다.
먼저, 개략적으로 본 발명을 설명한다. 본 발명은 물리적으로 실내기 모듈과 실외기 모듈로 나누어져 있고, 상기 실내기 모듈과 실외기 모듈에는 냉동 사이클에 사용되는 팽창밸브, 증발기(다른 명칭으로 열교환기, 흡열부, 저온부), 압축기와 응축기(다른 명칭으로 열교환기, 방열부, 고온부)가 분산배치되어 배관으로 연결된다. 또한, 본 발명은 냉동사이클 측면에서 브라인 냉동사이클과, 냉매 냉동사이클 로 이루어져 있다. 브라인 냉동사이클은 통신장비를 직접적으로 냉각시키는 사이클이고, 브라인 냉동사이클의 방열부는 외기를 이용한 브라인용 제1, 2 실외열교환기 또는 냉매 냉동사이클의 제1, 2 브라인냉각기로 이루어져, 브라인이 선택적으로 냉각된다.
특히, 방열부에 있어서, 실외송풍기는 실외공기를 상기 브라인용 제1 실외 열교환기와 상기 냉매용 제1 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하며, 또한 상기 브라인용 제2 실외열교환기와 상기 냉매용 제2 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하여, 방열효율을 향상시키는 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1, 2에는 실시예1-0이 도시되어 있다. 본 발명은 브라인 냉동사이클와 냉매 냉동 사이클로 이루어져 있다.
브라인 냉동사이클은 브라인 배관(120)으로 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 및 브라인 냉각기(151, 152), 실내열교환기(110), 브라인펌프(220)가 연결되어 구성된다. 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 및 브라인냉각기(151, 152)는 냉동 사이클상 방열부 또는 팽창밸브에 대응되며, 상기 실내열교환기(110)는 냉동 사이클상 흡열부에 해당되며, 상기 브라인 펌프(220)는 냉동 사이클상 압축기에 대응된다.
냉매 냉동사이클은 냉매배관(140)으로 제1, 2 팽창밸브(131, 132), 제1, 2 브라인 냉각기(151, 152), 제1, 2 압축기(161, 162) 및 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)가 연결되어 구성된다.
상기 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)는 냉매 냉동사이클와 브라인 냉동사이클에서 공유되어 냉매배관(140)및 브라인배관(120)과 각각 연결되어 있으며, 냉매 냉동사이클에서 흡열부의 작용을 하며, 브라인 냉동사이클에서 방열부의 작용을 한다.
물리적으로, 본 발명의 통신장비용 냉방장치는 기지국(300)의 실내공간에 배치되는 실내기 모듈(100) 및 기지국(300)의 실외공간에 배치되는 실외기 모듈(200)로 구성된다.
상기 실내기 모듈(100)과 실외기 모듈(200)에는 브라인 냉동사이클 및 냉매 냉동사이클의 기기가 다양하게 분산배치될 수 있으며, 도1에는 바람직한 실시예로써 상기 기기가 분산배치되어 있다.
실내기 모듈(100)은 실내열교환기(110), 실내송풍기(170)와 브라인펌프(220) 등으로 이루어진다.
상기 실내열교환기(110)는 브라인(Brine)배관(120) 상에 설치되며, 그 내부에 구비된 열교환용 튜브(111)가 브라인배관(120)과 연결된다.
상기 실내송풍기(170)는 상기 실내 열교환기(110)에서 열교환이 이루어지는 전열면 상에 근접하게 배치되어 실내 열교환기(110)의 열교환작용에 의해 형성된 냉기를 통신장비(400) 측으로 송풍하여, 열교환효율을 증대시킨다.
상기 브라인펌프(220)는 상기 실내기 모듈(100)의 실내열교환기(110)로부터 연장된 브라인배관(120) 상에 설치되어, 브라인을 브라인배관(120)에서 흐르게 한다. 상기 브라인펌프(220)는 한 쌍의 브라인펌브(220)를 브라인배관(120)과 병렬 연결시켜 어느 일측의 브라인펌프(220)에 고장이 발생하더라도 타측의 브라인펌프(220)를 작동시킬 수 있도록 하여 기지국(300) 내 통신장비(400)의 냉방을 안정적으로 유지할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 브라인펌프(200)는 하나의 브라인펌프로 설치될 수 있다. 또한, 상기 브라인펌프(200)는 그 유입구 및 유출구 측에 조절밸브가 개별적으로 설치되어 통과하는 브라인의 유량을 적절히 조절하도록 하는 것이 바람직하다.
실외기 모듈(200)은 상기 브라인배관(120) 상에 설치되는 브라인용 제1 실외열교환기(210, 230)와, 제1, 2 브라인 냉각기(151, 152)를 포함하며; 냉매배관(140) 상에 설치는 제1, 2 팽창밸브(131, 132), 제1, 2 브라인냉각기(151, 152), 제1, 2 압축기(161, 162)와, 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)를 포함한다.
실외기에 내장되며 브라인 냉동사이클에 해당되는 기기를 먼저 설명한다. 상기 브라인용 제1실외열교환기(210)가 상기 실외기 모듈(200)에 설치되며, 상기 실내기 모듈(100)에 내장된 브라인펌프(220)와 브라인배관(120)을 통해 연결되어 있어, 실외공기와 접촉하여 방열한다. 기본적으로 방열하기 위해서는 실외공기의 온도가 브라인의 온도보다 낮아야 한다.
상기 브라인용 제2 실외열교환기(230)가 상기 실외기 모듈(200)에 설치되며, 입구측으로 상기 브라인용 제1실외열교환기(210)와 브라인 배관(120)으로 연결되어 있고, 출구측으로 제1 브라인 냉각기(151)와 연결되어 있어, 실외공기와 접촉하 여 방열한다. 즉 브라인용 제1, 2실외열교환기(230, 250)은 직렬연결되어 있어, 브라인이 브라인용 제1, 2실외열교환기(230, 250)를 이중으로 통과할 수 있어서, 브라인용 실외열교환기의 방열용량을 증대시킨다.
상기 제1 브라인냉각기(151)는 입구측으로 상기 브라인용 제2 실외열교환기(230)와 브라인배관(120)으로 연결되어 있고, 출구측으로 제2 브라인냉각기(152)와 연결되어 있으며, 한편 냉각배관상의 냉매도 상기 제1 브라인냉각기(151)를 흡열부의 작용으로 흐르고 있어, 냉각배관상의 냉매가 브라인을 냉각한다.
상기 제2 브라인냉각기(151)는 유입구측으로 상기 제1 브라인냉각기(151)와 브라인배관(120)으로 연결되어 있고, 유출구측으로 실내기 모듈(100)의 실내열교환기(110)와 연결되어 있으며, 한편 냉각배관상의 냉매도 상기 제2 브라인냉각기(152)를 흡열부의 작용으로 흐르고 있어, 냉각배관상의 냉매가 다시 한번 브라인을 냉각한다. 즉, 브라인배관상 제1 브라인 냉각기(151)과 제2 브라인냉각기(152)는 직렬연결되어 있어, 브라인이 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)를 이중으로 통과할 수 있어서 브라인의 냉각정도를 선택적으로 적당히 조절할 수 있다. 한편 냉매배관상 제1 브라인냉각기(151)과 제2 브라인냉각기(152)는 병렬연결되어 있어, 제1, 2 브라인 냉각기의 유입구측에서 냉매가 분류되어 유입되고, 제1, 2 브라인 냉각기의 유출구측에서 냉매가 합류되어 유출된다.
상기 브라인(Brine)은 낮은 동결점을 가진 CaCl2와 NaCl 등의 용액 또는 액 체로서 간접식 냉동법에서 주로 사용된다.
냉매 냉동사이클에 해당되는 기기를 설명한다. 상기 제1, 2 팽창밸브(131, 132)는 냉매배관(140) 상에 설치되며 냉매배관(140)으로부터 공급된 고압의 액상 냉매를 급격히 저온, 저압의 안개상태 냉매로 변환시킨다. 한편, 상기 제1, 2 팽창밸브(131, 132)는 병렬로 연결되어 있다. 본 발명에 이용되는 냉매(Refrigerant)는 프레온, 암모니아, 클로로메틸, 공비혼합냉매 등의 일반적인 냉매가 사용된다.
상기 제1 브라인냉각기(151)는 그 내부에 열교환용 튜브(153)가 구비되며 상기 제1 팽창밸브(131)에서 연장되는 냉매배관(140)과 연결된다. 이 제1 브라인냉각기(151)는 증발기(Evaporator)로서 저압의 분무상태 냉매를 증발시키고, 이때 발생되는 냉매의 증발열에 의해 브라인을 냉각한다.
상기 제2 브라인냉각기(152)는 그 내부에 열교환용 튜브(153)가 구비되며 상기 제2 팽창밸브(132)에서 연장되는 냉매배관(140)과 연결된다. 이 제2 브라인냉각기(152)는 증발기(Evaporator)로서 저압의 분무상태 냉매를 증발시키고, 이때 발생되는 냉매의 증발열에 의해 브라인을 냉각한다. 한편, 상기 제 1, 2 브라인냉각기(151, 152)는 냉매배관(140)상 병렬로 연결되어 있고, 브라인배관(120)상 직렬 또는 병렬로 연결된다.
상기 제1, 2 압축기(161, 162)는 병렬로 연결되어 있으며 상기 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)를 통과하고 합일점(503)에서 합류된 냉매를 압축하기 위해 상기 제1, 2 브라인 냉각기(151, 152)로부터 연장되는 냉매배관(140)과 연결되며, 기화된 냉매를 고압으로 압축하는 통상적인 압축기이다. 한편, 상기 제1, 2 압축 기(161, 162)는 병렬로 연결되어 어느 일측의 압축기(161, 162)에 고장이 발생하더라도 타측의 압축기(161, 162)를 작동시킬 수 있도록 하여 기지국(300) 내 통신장비(400)의 냉방을 안정적으로 유지할 수 있다. 상기 제1, 2 압축기(161, 162)는 그 유입구 및 유출구 측에 조절밸브(501)가 개별적으로 설치되어 통과하는 브라인의 유량을 적절히 조절하도록 하는 것이 바람직하다.
냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)는 그 내부에 각각 열교환용 튜브(241, 251)이 구비되며, 병렬로 연결되어 있다. 즉, 상기 냉매용 제1 실외열교환기(240)는 상기 제1, 2 압축기(161, 162)의 유출구상에 위치하는 분기점(502)에서 분기된 일측의 냉매배관(140)에 설치되며, 상기 브라인배관(120)상의 브라인용 제1실외열교환기(210)에 근접하여 설치된다. 그리고, 상기 냉매용 제2 실외열교환기(250)는 상기 분기점(502)에서 분기된 타측의 냉매배관(140)에 설치되며, 상기 브라인배관(120)상의 브라인용 제2 실외열교환기(230)에 근접하여 설치된다. 구체적으로 실외공기의 유입방향측면에서 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210)가 먼저 실외공기와 접촉하도록 배치된다. 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)는 응축기(Condenser)로서 상기 제1, 2 압축기(161, 162)로부터 공급된 고압의 냉매를 응축하여 액화시키는 열교환기의 일종이다. 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)의 유출구측 냉매배관은 합류된 후 다시 분기되어 각각 상기 제1, 2 팽창밸브(131, 132)에 연결된다.
한편, 실외공기의 유입측에 상기 실외열교환기들이 설치되는 경우에는 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)가 바깥쪽으로 배치되고 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)가 안쪽으로 배치된다(도2). 반면에 실외공기의 유출측에 설치되는 경우에는 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)가 안쪽으로 배치되고 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)가 바깥쪽으로 배치된다.
실외송풍기(260)는 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 및 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)의 열교환이 일어나는 전열면에 근접하게 배치되어 상기 실외열교환기(210, 230, 240, 240)와 외부 실외공기의 접촉 및 열교환 효율을 증대시킨다.
여기서, 본 발명의 일 실시예로 특히 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)는 상기 실외송풍기(260)를 중간에 두는 방식으로 서로 간격을 두고 실외기 모듈(200)의 안쪽(내부방향)을 향하여 마주보도록 한 쌍으로 배치되고, 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)는 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)의 바깥쪽(실외기 모듈(200)의 외부방향, 즉 실외기 모듈(200)의 실외공기 유입구 측)에 각각 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)와 마주보도록 배치된다. 이에 의하여 공간효율을 높여서 실외기 모듈(200)의 사이즈를 작게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 실외송풍기(260)를 적은 수로 구성할 수 있어서 소음도 훨씬 저감시킬 수 있다.
그리고, 실외송풍기(260)는 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)의 중간(도2에서는 실외기 모듈(200)의 중앙 상부)에 배치되며, 실외송풍기(260)가 작동하면 실외공기를 실외기 모듈(200)의 실외공기 유입구(도2에서 열교환기들(210, 230)의 좌,우)로부터 흡입하여 상부의 송풍구(V)로 다시 배출함으로써, 실외공기는 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)와 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250) 를 순차적으로 경유한 다음 다시 외부로 송풍되도록 한다.
이것은 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250) 보다 상대적으로 저온인 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)에 실외공기를 먼저 통과시키기 위한 것으로, 실외공기가 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 보다 고온인 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240,250)를 먼저 통과함으로써 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)의 열교환 효율이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.
도3 내지 5에는 각각 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250), 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 및 브라인배관상 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)의 직렬, 병렬의 다른 실시예를 도시하고 있다.
도1에 기재된 실시예1-0을 기준으로 하여 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250), 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 및 브라인배관상 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)의 직렬, 병렬에 변경된 다양한 실시예가 가능하다. 이를 도시하면 아래 표와 같다.
실시예 냉매용 제1, 2 실외열교환기의 연결 브라인용 제1, 2 실외열교환기의 연결 브라인배관상 제1, 2 브라인냉각기의 연결 비고
1-0 병렬 직렬 직렬 도1
1-1 병렬 병렬 직렬 도1, 도4
1-2 병렬 직렬 병렬 도1, 도5
1-3 병렬 병렬 병렬 도1, 도4, 도5
1-4 직렬 직렬 직렬 도1, 도3
1-5 직렬 병렬 직렬 도1, 도3, 도4
1-6 직렬 직렬 병렬 도1, 도3, 도5
1-7 직렬 병렬 병렬 도1, 도3, 도4, 도5
실시예1-1 내지 1-7는 실시예1-0을 기준으로 하여 차이점을 중심으로 설명한다.
실시예1-1에서, 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)가 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예1-1은 도1과 도4를 통해 재구성될 수 있다. 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)의 병렬연결은 브라인배관(120)이 유입구측에서 분기되고 유출구측에서 합일되며, 분기된 브라인배관(120)의 일측에 상기 브라인용 제1 실외열교환기(210)가 설치되며, 분기된 브라인배관(120)의 타측에 상기 브라인용 제2 실외열교환기(230)가 설치된다.
실시예1-2에서, 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)가 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예1-2는 도1과 도5를 통해 재구성될 수 있다. 상기 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)의 브라인배관상 병렬연결은 브라인배관(120)이 유입구측에서 분기 되고 유출구측에서 합일되며, 분기된 브라인배관(120)의 일측에 상기 제1 브라인냉각기(151)가 설치되며, 분기된 브라인배관(120)의 타측에 상기 제2 브라인냉각기(152)가 설치된다.
실시예1-4에서, 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)가 병렬에서 직렬로 변경되어 있으며, 실시예1-4는 도1과 도3을 통해 재구성될 수 있다. 상기 냉매용 제1 실외열교환기(240)의 유출구측 냉매배관(140)이 상기 냉매용 제2 실외열교환기(250)의 유입구측 냉매배관(140)으로 연결되어, 냉매 냉동사이클의 방열용량을 향상시킨다.
언급되지 않은 실시예1-3, 실시예1-5, 실시예1-6, 실시예1-7도 상기한 바와 같이 재구성될 수 있다. 실시예1-0을 기준으로 하여 실시예1-3은 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)와 제1, 2 브라인냉각기(151, 152) 모두가 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예1-5는 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)가 병렬에서 직렬로 변경되고 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)가 직렬에서 병렬로 변경되며, 실시예1-6은 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)가 병렬에서 직렬로 변경되고 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)가 직렬에서 병렬로 변경되며, 실시예1-7은 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)가 병렬에서 직렬로 변경되고 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)와 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)가 직렬에서 병렬로 변경된다.
도 6에는 실시예2-0이 도시되어 있고, 실시예2-0을 기준으로 하여 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 및 브라인배관상 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)의 직렬, 병렬연결에 의한 변경된 실시예가 가능하다. 이를 도시하면 아래 표와 같다.
실시예 냉매용 제1, 2 실외열교환기의 연결 브라인용 제1, 2 실외열교환기의 연결 브라인배관상 제1, 2 브라인냉각기의 연결 비고
2-0 병렬 직렬 직렬 도6
2-1 병렬 병렬 직렬 도6, 도4
2-2 병렬 직렬 병렬 도6, 도5
2-3 병렬 병렬 병렬 도6, 도4, 도5
실시예1-0을 기준으로 하여 실시예2-0의 차이점을 중심으로 설명한다.
도1, 도6에서 도시된 바와 같이, 실시예2-0에서, 제1, 2 압축기(161, 162)가 분기점(502)의 하류에 위치하며, 상기 제1 압축기(161)는 냉매용 제1 실외열교환기(240)의 유입측과 냉매배관(140)으로 연결되어 있고, 상기 제2 압축기(162)는 냉매용 제2 실외열교환기(250)의 유입측과 냉매배관(140)으로 연결되어 있어, 제1 압축기(161)와 냉매용 제1 실외열교환기(240)가 밸브(501) 및 전원스위치(미도시) 등에 일괄적으로 제어될 수 있다.
실시예2-0을 기준으로 하여 실시예2-1 내지 2-3의 차이점을 중심으로 설명한다.
실시예2-0을 기준으로 하여 실시예2-1에서는(도6, 도4) 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)이 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예2-2(도6, 도5)에서는 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)가 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예 2-3(도6, 도4, 도5)는 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)와 제1, 2 브라인냉각기(151, 152) 모두가 직렬에서 병렬로 변경된다.
도 7에는 실시예3-0이 도시되어 있고, 실시예3-0을 기준으로 하여 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250), 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230) 및 브라인배관상 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)의 직렬, 병렬연결에 의한 변경된 다양한 실시예가 가능하다. 이를 도시하면 아래 표와 같다.
실시예 냉매용 제1, 2 실외열교환기의 연결 브라인용 제1, 2 실외열교환기의 연결 브라인배관상 제1, 2 브라인냉각기의 연결 비고
3-0 병렬 직렬 직렬 도7
3-1 병렬 병렬 직렬 도7, 도4
3-2 병렬 직렬 병렬 도7, 도5
3-3 병렬 병렬 병렬 도7, 도4, 도5
3-4 직렬 직렬 직렬 도7, 도3
3-5 직렬 병렬 직렬 도7, 도3, 도4
3-6 직렬 직렬 병렬 도7, 도3, 도5
3-7 직렬 병렬 병렬 도7, 도3, 도4, 도5
실시예1-0을 기준으로 하여 실시예3-0과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도1, 도7에 도시되듯이 실시예3-0에서, 제1, 2 압축기(161, 162)가 합일점(503)의 상류에 위치하며, 상기 제1 압축기(161)는 제1 브라인냉각기(151)의 유 출구측과 냉매배관(140)으로 연결되어 있고, 상기 제2 압축기(162)는 제2 브라인냉각기(152)의 유출구측과 냉매배관(140)으로 연결되어 있어, 제1 압축기(161)와 제1 브라인냉각기(151)가 밸브(501) 및 전원스위치(미도시) 등에 의해 일괄적으로 제어될 수 있다.
실시예3-0을 기준으로 하여 실시예3-1 내지 3-7의 차이점을 중심으로 설명한다.
실시예3-0을 기준으로 하여 실시예3-1(도7, 도4)에서는 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)이 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예3-2에서는 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)가 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예3-3는 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)와 제1, 2 브라인냉각기(151, 152) 모두가 직렬에서 병렬로 변경되어 있다.
실시예3-0을 기준으로 하여 실시예3-4에서는 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)이 병렬에서 직렬로 변경되고, 실시예3-5에서는 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)이 병렬에서 직렬로 변경되고, 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)이 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예3-6에서는 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)이 병렬에서 직렬로 변경되고, 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)가 직렬에서 병렬로 변경되어 있으며, 실시예3-7은 냉매용 제1, 2 실외열교환기(240, 250)이 병렬에서 직렬로 변경되고, 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)와 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)는 직렬에서 병렬로 변경된다.
부언하면, 브라인 냉동사이클이나 냉매 냉동사이클에 복수의 기기가 설치된 경우에 각 기기는 운전조건에 따라 직렬 또는 병렬로 연결되어, 최적으로 냉방장치가 가동될 수 있다.
다음에는, 냉방장치를 제어하기 위한 온도감지센서, 제어부(미도시), 작동수단(미도시)등을 설명한다.
그 냉방작용을 효과적으로 제어하기 위해 기지국(300)의 실내에는 실내온도 감지센서(180)가 설치되고, 기지국의 실외에는 실외온도 감지센서(181)가 설치된다. 그리고, 브라인온도 감지센서(182)는 실외기 모듈(200) 내에 위치되고 브라인용 제1 실외열교환기(210)의 입구측 브라인배관(120)에 설치된다.
상기 제어부는 바람직하게는 마이크로프로세서 또는 PLC 등의 제어장치이다. 상기 작동수단은 냉방장치 전체 전원스위치, 브라인 냉동사이클(특히 브라인펌프)압축기와 냉매 냉동사이클(특히 압축기) 각각의 전원스위치, 실내송풍기용 개별스위치, 실외송풍기용 개별스위치, 바이패스용 밸브 또는 실외공기의 유입구를 개폐하는 전동식 루버(Louver)등이다.
통신장비의 특성 및 운영경제상 실내온도는 25℃ 전후가 적당하다. 실외온도는 봄, 여름, 가을, 겨울로 변동되고, 실내온도는 통신장비에 의해 실외온도보다도 상승되는 특징이 있다.
겨울과 같은 경우에는 실내외온도가 통상 25℃이하이므로 별도가 냉방장치가 가동될 필요가 없는 경우가 많다.
봄, 가을인 경우에는 실외온도가 통상 25℃이하이므로, 브라인 냉동시이클 만 가동하여 통신장비를 냉각시킬 수 있다. 즉 실외공기(외기)에 의해 통신장비를 냉각시키는 것이다. 이 경우에는 실외공기가 브라인온도보다 낮아야 하고, 냉매 냉동사이클을 정지시키고, 브라인용 제1, 2 실외열교환기(210, 230)에 의해 실외공기로 브라인을 냉각시키고, 냉각된 브라인이 실내열교환기(110)에 의해 통신장비를 냉방한다.
한편, 무더운 여름인 경우에는 실외온도가 통상 25℃이상이고, 브라인온도보다도 실외온도가 높아, 브라인 냉동사이클은 부적합하고(브라인용 제1, 2 실외열교환기의 작동이 부적합), 냉매 냉동사이클을 가동하여 제1, 2 브라인냉각기(151, 152)에 의해 브라인을 냉각하여 통신장비를 냉각시킬 수 있다.
경우에 따라서는 브라인용 제1, 2 실외열교환기와 냉매 냉동사이클이 함께 작동될 수도 있다.
예를 들면, 실내온도의 제1, 2, 3 설정치를 각각 25℃, 26.5 ℃ , 27.5 ℃ 로 설정하고, 실내온도감지센서에 의해 측정된 실제 실내온도와 상기 설정치를 비교하여 압축기를 가동유무 및 가동대수를 제어할 수 있다.
측정된 실내온도가 실내온도 제1설정치 미만인 경우에, 냉매 냉동사이클 및 브라인 냉동사이클 전체를 중지시키고, 측정된 실내온도가 실내온도 제2설정치 초과시에는 제1 압축기만 작동시키고, 측정된 실내온도가 실내온도 제3설정치 초과시에는 제1, 2압축기 모두를 작동시킨다.
구체적인 운전방법은 통신장비의 특성, 기지국의 특성, 계절의 특성(실외온도), 최적 실내온도, 브라인의 종류, 냉매 종류, 유량, 각종 냉매사이클의 기기 성 능 및 제어수단으로 센서, 작동수단 등에 의해 다양하게 행해 질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법은 실외기의 사이즈와 소음을 줄이면서도, 외부온도에 따른 자연상태의 냉기를 적절히 이용함으로써 전력낭비를 최소화하고 통신장비의 냉방상태를 안정적으로 유지하며, 이중열교환구조에 의하여 냉동사이클 중 고온부(방열부)의 방열효율을 향상시킨다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 브라인배관 상에는 브라인 순환방향으로 실내열교환기와, 브라인펌프와, 브라인용 제1, 2 실외열교환기와, 제1, 2 브라인냉각기가 연결되며;
    냉매배관 상에는 냉매 순환방향으로 제1, 2 팽창밸브와, 상기 브라인배관 상의 제1, 2 브라인냉각기, 제1, 2압축기와, 냉매용 제1, 2 실외열교환기가 연결되며, 상기 제1, 2팽창밸브는 병렬연결되어 있고 상기 제1, 2 브라인냉각기도 냉매배관상 병렬연결되어 있으며;
    상기 브라인용 제1 실외열교환기는 상기 냉매용 제1 실외열교환기에 근접하여 설치되고, 상기 브라인용 제2 실외열교환기는 상기 냉매용 제2 실외열교환기에 근접하여 설치되며;
    실내송풍기가 상기 브라인배관 상의 실내열교환기에 근접하여 설치되며;
    실외송풍기가 상기 냉매용 제1 실외열교환기와 상기 냉매용제 2 실외열교환기의 중간에 위치되며, 실외공기를 상기 브라인용 제1 실외열교환기와 상기 냉매용 제1 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하며, 또한 상기 브라인용 제2 실외열교환기와 상기 냉매용 제2 실외열교환기에 순차적으로 통과시켜 외부로 송풍하도록 설치되며;
    통신장비가 설치된 기지국의 실내에 배치되는 실내기 모듈과 상기 기지국의 실외에 배치되는 실외기 모듈로 분할되어, 상기 실내기 모듈에는 상기 실내열교환기와 실내송풍기가 내장되고, 상기 실외기 모듈에는 상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기, 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기와 실외송풍기가 내장되며, 상기 브라인펌프, 상기 제1, 2 브라인냉각기, 상기 제1, 2 팽창밸브와, 상기 제1, 2 압축기는 상기 실내기 모듈 또는 상기 실외기 모듈에 내장되는 것을 특징으로 하는 통신장비용 냉방장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기는 상기 실외기 모듈의 바깥쪽 방향으로 배치되고, 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기는 상기 실외기 모듈의 안쪽 방향으로 배치되고, 상기 실외송풍기는 상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기의 중간에 배치되는 것을 특징으로 하는 통신장비용 냉방장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1, 2 압축기는 분기점과 합일점 사이의 냉매배관에 설치되며 병렬로 연결되며;
    상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결되며;
    상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결되며;
    상기 제1, 2 브라인냉각기는 브라인배관 상에 있어서 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 통신장비용 냉방장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1압축기는 분기점의 하류이고 상기 냉매용 제1 실외열교환기의 유입구측에 위치하는 냉매배관에 설치되며;
    상기 제2압축기는 상기 분기점의 하류이고 상기 냉매용 제2 실외열교환기의 유입구측에 위치하는 냉매배관에 설치되며;
    상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결되며;
    상기 제1, 2 브라인냉각기는 브라인배관 상에 있어서 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 통신장비용 냉방장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1압축기는 합일점의 상류이고 상기 제1 브라인냉각기의 유출구측에 위치하는 냉매배관에 설치되며;
    상기 제2압축기는 상기 합일점의 상류이고 상기 제2 브라인냉각기의 유출구측에 위치하는 냉매배관에 설치되며;
    상기 냉매용 제1, 2 실외열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결되며;
    상기 브라인용 제1, 2 실외열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결되며;
    상기 제1, 2 브라인냉각기는 브라인배관 상에 있어서 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 통신장비용 냉방장치.
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