KR101819521B1 - 자기 냉각 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 냉각 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로, 서로 병렬로 연결되고, 열전달유체가 통과하도록 형성된 복수 개의 자기열교환기들; 상기 복수 개의 자기열교환기들 각각 내에 구비되고, 열전달유체와 열교환하도록 형성된 자기열량재료; 상기 복수 개의 자기열량재료에 선택적으로 자기장을 인가하도록 형성된 자기장 인가부; 상기 복수 개의 자기열교환기들에 열전달유체를 공급하도록 형성된 펌프; 상기 복수 개의 자기열교환기들 각각의 입구단에 구비되는 유량조절밸브; 및 상기 펌프, 상기 자기장 인가부 및 상기 유량조절밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 자기 냉각 시스템에 관한 것이다.

Description

자기 냉각 시스템{Magnetic cooling system}

본 발명은 자기 냉각 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로, 서로 병렬로 연결된 복수 개의 자기열교환기들 각각을 통과하는 열전달유체의 유량을 조절하여 자기열교환기들 내에 구비된 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 자기 냉각 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자기 냉각 시스템은 자기열량재료에 자기장을 인가할 때 상기 자기열량재료로부터 발생되는 열량, 및 상기 자기열량재료에 인가된 자기장을 소거할 때 상기 자기열량재료에 의해 흡수되는 열량을 이용하는 시스템을 나타낸다.

즉, 자기냉동이란, 특정 자기열량재료(또는 자성체)에 자계를 주면 자기열량재료가 발열하고, 자계를 제거하면 그 온도가 내려가는 현상(즉, 자기열량효과, MCE, Magnetocaloric Effect)을 이용한 것이다. 이러한 자기냉동은 프레온이나 플론을 사용하지 않기 때문에 환경에 유익한 냉동기술로서 주목받고 있다.

자기열량재료는 상기 자기열량재료를 통과하는 열전달유체와 열교환하도록 형성될 수 있다.

자기열량재료에 자기장이 인가될 때 상기 자기열량재료는 발열반응을 하며, 상기 자기열량재료를 통과하는 열전달유체는 가열될 수 있다.

이와 달리, 상기 자기열량재료에 인가된 자기장을 소거할 때 상기 자기열량재료는 흡열반응을 하며, 자기열량재료를 통과하는 열전달유체는 냉각될 수 있다.

도 1은 종래의 자기 냉각 시스템(한국공개특허공보 제10-2013-0108765호)을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 마그네트(2)가 자기재생기(1)로 이동하여 자기재생기(1)에 자기장을 인가하면 열전달유체는 유체이송장치(5)에 의해 반시계 방향으로 순환한다. 자기재생기(1)로 유입된 열전달유체는 자기장이 인가된 자기재생기(1)에서 발생된 열을 흡수한 뒤, 고온측열교환기(3)에 도달하여 자기재생기(1)로부터 흡수한 열을 주위로 방출한다. 고온측열교환기(3)에서 주위로 열을 방출한 열전달유체는 저온측열교환기(4)를 거쳐 자기재생기(1)로 유입된다.

이와 달리, 마그네트(2)가 자기재생기(1)로부터 이탈하여 자기재생기(1)의 자기장이 제거되면 열전달유체는 유체이송장치(5)에 의해 시계 방향으로 순환한다. 자기재생기(1)로 유입된 열전달유체는 자기장이 제거된 자기재생기(1)로 열을 전달하고 냉각된 상태로 저온측열교환기(4)에 도달하여 주위의 열을흡수한다. 저온측열교환기(4)에서 주위의 열을 흡수한 열전달유체는 고온측열교환기(3)를 거쳐 자기재생기(1)로 유입되며, 이와 같은 과정으로 1회의 열교환싸이클이 완성된다. 이와 같은 열교환사이클이 지속적으로 반복되는 과정을 통해 난방 또는 냉방에 필요한 고온 또는 저온을 얻게 된다.

열전달유체의 순환 방향을 전환하기 위한 유체이송장치(5)의 종류로는 유량을 발생시키는 펌프와 유량의 방향을 전환시는 밸브를 조합하여 사용할 수 있다.

상기 마그네트(2)에 의한 자기장의 인가 및 자기장의 제거 주기에 기초하여, 유체이송장치(5)의 작동이 제어될 수 있다.

예를 들어, 마그네트(2)에 의해 자기장이 인가될 때, 열전달유체가 반시계방향으로 순환하도록 유체이송장치(5)가 제어되고, 자기장이 제거될 때, 열전달유체가 시계방향으로 순환하도록 유체이송장치(5)가 제어될 수 있다.

한편, 종래 자기 냉각 시스템은 하나의 자기재생기(자기열교환기)를 통해 열전달유체를 자기열량재료와 열교환시키기 때문에, 열교환 능력(가열 또는 냉각 능력)에 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 열전달유체와 자기열량재료의 열교환 효율을 높이기 위하여 자기재생기(1)의 길이를 증가시고 그 안에 자기열량재료의 양을 증가시키게 되면, 자기재생기(1)를 통과하는 열전달유체의 압력강하로 인해 시스템 전체의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

나아가, 복수 개의 자기재생기를 단순히 병렬로 연결하더라도 각각의 자기재생기를 유동하는 열전달유체의 유량에 따라서 열전달유체와 자기열량재료 사이의 열교환 효율이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 병렬로 연결된 복수 개의 자기열교환기를 통하여 열교환 능력을 향상시킬 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수 개의 자기열교환기 각각을 통과하는 열전달유체의 유량을 제어하여 열교환 효율을 증가시킬 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 서로 병렬로 연결되고, 열전달유체가 통과하도록 형성된 복수 개의 자기열교환기들; 상기 복수 개의 자기열교환기들 각각 내에 구비되고, 열전달유체와 열교환하도록 형성된 자기열량재료; 상기 복수 개의 자기열량재료에 선택적으로 자기장을 인가하도록 형성된 자기장 인가부; 상기 복수 개의 자기열교환기들에 열전달유체를 공급하도록 형성된 펌프; 상기 복수 개의 자기열교환기들 각각의 입구단에 구비되는 유량조절밸브; 및 상기 펌프, 상기 자기장 인가부 및 상기 유량조절밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 자기 냉각 시스템을 제공한다.

상기 복수 개의 자기열교환기들 각각의 출구단에 구비되는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서로부터의 신호에 기초하여 상기 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수 개의 자기열교환기들 중 자기장이 인가된 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 기설정된 고온보다 낮으면, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수 개의 자기 열교한기들 중 자기장이 제거된 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 기설정된 저온보다 높으면, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 복수 개의 자기열교환기들 각각의 출구단의 온도값 사이의 차이에 기초하여, 상기 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 상기 차이가 기설정된 값 이상이면, 상기 차이가 기설정된 값 이하가 되도록 상기 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 복수 개의 자기열교환기들은, 상기 자기장 인가부에 의해 자기장이 동시에 인가 또는 제거되도록 서로 병렬로 연결된 제1자기열교환기와 제2자기열교환기; 및 상기 자기장 인가부에 의해 자기장이 동시에 제거 또는 인가되도록 서로 병렬로 연결된 제3자기열교환기와 제4자기열교환기를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 내지 제4자기열교환기는 원형 링 형태의 지지부에 설치되고, 상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기는 서로 마주하도록 배치되고, 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기는 서로 마주하도록 배치되며, 상기 자기장 인가부는 상기 지지부 내측에서 모터에 의해 회전되는 기설정된 길이의 영구자석을 포함할 수 있다.

상기 펌프는 실린더 및 상기 실린더 내측에서 상기 실린더의 길이방향으로 왕복운동하는 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 상기 실린더의 길이방향 양 측으로 열전달유체가 번갈아서 토출될 수 있다.

본 발명에 따른 자기 냉각 시스템은 상기 자기장 인가부의 작동에 기초하여, 상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기 또는 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기를 통해 가열된 열전달유체가 안내되는 온열교환기; 및 상기 자기장 인가부의 작동에 기초하여, 상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기 또는 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기를 통해 냉각된 열전달유체가 안내되는 냉열교환기를 더 포함할 수 있다.

상기 온열교환기는 상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기에 의해 가열된 열전달유체가 안내되는 제1온열교환기 및 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기를 통해 가열된 열전달유체가 안내되는 제2온열교환기를 포함할 수 있다.

한편, 상기 펌프의 작동에 기초하여, 상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기 각각의 입구단 및 출구단이 결정되고, 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기의 입구단 및 출구단이 결정될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 복수 개의 자기열교환기들 각각의 출구단에 구비되는 유량센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 유량센서로부터의 신호에 기초하여 상기 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 복수 개의 자기열교환기들을 통과하는 열전달유체의 유량이 동일하도록 상기 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.

본 발명의 제3실시예에 따르면, 열전달유체는 하나의 안내배관으로부터 분지되는 복수 개의 분지관을 통해 상기 복수 개의 자기열교환기로 각각 안내되고, 상기 복수 개의 분지관은 상기 유량조절밸브를 향해 분지된 바이패스배관을 포함하며, 바이패스배관을 통해 상기 유량조절밸브로 안내된 열전달유체는 연결배관을 통해 상기 복수 개의 자기열교환기의 입구단으로 공급되고, 상기 유량조절밸브는 삼방밸브로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 병렬로 연결된 복수 개의 자기열교환기를 통하여 열교환 능력을 향상시킬 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수 개의 자기열교환기 각각을 통과하는 열전달유체의 유량을 제어하여 복수 개의 자기열교환기 전체의 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.

도 1은 종래의 자기 냉각 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제1상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제2상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 자기열교환기들 중 일부를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 2에 도시된 자기열교환기들 중 다른 일부를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 개념도이다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제1상태를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 2는 펌프의 구동에 의해 열전달유체가 자기 냉각 사이클을 특정 방향으로 순환하는 모습을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자기 냉각 시스템(10)은 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220), 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각 내에 구비되는 자기열량재료(300), 상기 복수 개의 자기열량재료(300)에 선택적으로 자기장을 인가하도록 형성된 자기장 인가부(400), 및 상기 복수개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220)에 열전달유체를 공급하도록 형성된 펌프(500)를 포함할 수 있다.

이하의 설명에서, 상기 자기열량재료(300)는 모든 자기열교환기들 내에 동일하게 구비되는 것을 전제로 한다.

상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220)은 열전달유체가 통과하도록 형성될 수 있다. 열전달유체가 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220)을 통과하는 과정에서 상기 열전달유체는 상기 자기열량재료(300)와 열교환할 수 있다.

상기 자기장 인가부(400)는 상기 복수 개의 자기열량재료(300)에 선택적으로 자기장을 인가하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 자기장 인가부(400)는 상기 복수 개의 자기열량재료(300)에 자기장을 인가하거나, 또는 상기 복수 개의 자기열량재료(300)에 인가된 자기장을 제거 또는 소거하도록 형성될 수 있다.

상기 자기장 인가부(400)에 의해 자기열량재료(300)에 자기장이 인가되면, 상기 자기열량재료(300)는 발열반응을 하고, 상기 열전달유체는 상기 자기열량재료(300)로부터 열을 흡수하게 된다. 즉, 상기 자기장 인가부(400)에 의해 자기열량재료(300)에 자기장이 인가되면, 상기 열전달유체는 가열된다.

반대로, 상기 자기장 인가부(400)에 의해 상기 자기열량재료(300)에 인가된 자기장이 제거되면, 상기 자기열량재료(300)는 흡열반응을 하고, 상기 자기열량재료(300)는 상기 열전달유체로부터 열을 흡수하게 된다. 즉, 상기 자기장 인가부(400)에 의해 상기 자기열량재료(300)에 인가된 자기장이 제거되면, 상기 열전달유체는 냉각된다.

상기 펌프(500)는 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각에 열전달유체를 공급하도록 형성될 수 있다.

상기 펌프(500)는 실린더(510) 및 상기 실린더(510) 내측에서 상기 실린더(510)의 길이방향으로 왕복운동하는 피스톤(520)을 포함할 수 있다. 상기 피스톤(520)의 왕복운동에 의해 상기 실린더(510)의 길이방향 양 측으로 열전달유체가 번갈아서 토출될 수 있다.

예를 들어, 도 2에서 실린더(510)는 상하방향으로 연장되도록 형성되고, 피스톤(520)은 하방으로 움직인다. 이때, 상기 실린더(510) 내의 열전달유체는 상기 실린더(510)의 하측을 향해 가압되어, 도 2에 도시된 화살표 방향으로 열전달유체가 자기 냉각 시스템(10)을 순환할 수 있다. 후술할 도 3에서는 피스톤(520)의 운동방향과 열전달유체의 순환방향이 도 2와 반대로 될 수 있다.

상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각의 입구단에는 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)는 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220)에 대응하여 복수 개가 구비될 수 있다. 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)는 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각으로 유입되는 열전달유체의 유량을 조절하도록 그 개도가 제어될 수 있다.

따라서, 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각으로 유입되는 열전달유체의 양은 서로 상이할 수 있다.

상기 펌프(500), 상기 자기장 인가부(400) 및 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)는 도시되지 않은 제어부에 의해 제어될 수 있다.

상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)의 개도는 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각의 열교환 효율 또는 열교환 능력에 기초하여 조절될 수 있다.

상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각의 열교환 효율 또는 열교환 능력은 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220)을 통과한 열전달유체의 온도에 기초하여 판단될 수 있다.

본 발명에 따른 자기 냉각 시스템(10)은 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각의 출구단에 구비되는 온도센서(710, 720, 750, 760)를 더 포함할 수 있다.

제어부(미도시)는 상기 온도센서(710, 720, 750, 760)로부터의 신호에 기초하여 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)의 개도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각에서의 자기열량재료(300)와 열전달유체 사이의 열교환 효율이 개선되고, 자기 냉각 시스템(10) 전체의 성능이 개선될 수 있다.

예를 들어, 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)의 개도는 상기 온도센서(710, 720, 750, 760)로부터 감지된 온도값과 기설정된 고온 또는 기설정된 저온의 비교에 기초하여 조절될 수 있다.

구체적으로, 제어부는 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 중 자기장이 인가된 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 기설정된 고온보다 낮으면, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 상기 기설정된 고온 이상으로 상승할 때까지, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 증가시킬 수 있다.

예를 들어, 도 2에서 자기장이 인가된 자기열교환기들(110, 120) 중 하나의 출구단의 온도가 기설정된 고온보다 낮으면, 해당 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도가 조절될 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 중 자기장이 제거된 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 기설정된 저온보다 높으면, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 조절할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 상기 기설정된 저온 이하로 하강할 때까지, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 도 2에서 자기장이 제거된 자기열교환기들(210, 220) 중 하나의 출구단의 온도가 기설정된 저온보다 높으면, 해당 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도가 조절될 수 있다.

이와 달리, 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)의 개도는 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220) 각각의 출구단의 온도값 사이의 차이에 기초하여 조절될 수도 있다. 즉, 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)의 개도는 상기 온도센서들(710, 720, 750, 760)에서 감지된 온도값들의 사이의 차이에 기초하여 조절될 수 있다.

상기 온도센서들(710, 720, 750, 760)은 제1자기열교환기(110)의 출구단에 구비되는 제1 온도센서(710), 제2자기열교환기(120)의 출구단에 구비되는 제2 온도센서(720), 제3자기열교환기(210)의 출구단에 구비되는 제5 온도센서(750), 제4자기열교환기(220)의 출구단에 구비되는 제6 온도센서(760)를 포함할 수 있다.

도 2에서, 병렬로 연결되어 서로 마주하는 두 개의 자기열교환기(110, 120)의 출구단의 온도값 사이의 차이에 기초하여 대응하는 유량조절밸브(610, 620)의 개도가 조절될 수 있다. 또한, 병렬로 연결되어 서로 마주하는 다른 두 개의 자기열교환기(210, 220)의 출구단의 온도값 사이의 차이에 기초하여 대응하는 유량조절밸브(650, 660)의 개도가 조절될 수 있다.

상기 제어부는 상기 차이가 기설정된 값 이상이면, 상기 차이가 기설정된 값 이하가 되도록 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)의 개도를 조절할 수 있다.

따라서, 상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)의 개도 조절을 통해, 병렬로 연결된 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220)의 토출 온도가 동일하게 될 때, 자기 냉각 시스템(10)의 효율이 극대화될 수 있다.

상기 유량조절밸브(610, 620, 650, 660)는 제1자기열교환기(110)의 입구단에 구비되는 제1유량조절밸브(610), 제2자기열교환기(120)의 입구단에 구비되는 제1유량조절밸브(620), 제3자기열교환기(210)의 입구단에 구비되는 제5유량조절밸브(650), 제4자기열교환기(220)의 입구단에 구비되는 제6유량조절밸브(660)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 자기열교환기들(110, 120; 210, 220)은 자기장 인가부(400)에 의해 자기장이 동시에 인가 또는 제거되도록 서로 병렬로 연결된 제1자기열교환기(110)와 제2자기열교환기(120), 및 상기 자기장 인가부(400)에 의해 자기장이 동시에 제거 또는 인가되도록 서로 병렬로 연결된 제3자기열교환기(210)와 제4자기열교환기(220)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 자기장 인가부(400)는 모터(410)에 의해 회전되는 기설정된 길이의 영구자석(420)을 포함할 수 있다. 상기 영구자석(420)의 회전에 기초하여 상기 제1자기열교환기(110)와 제2자기열교환기(120)에 자기장이 인가 또는 제거될 때, 상기 제3자기열교환기(210)와 상기 제4자기열교환기(220)에 자기장이 제거 또는 인가될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1 내지 제4자기열교환기(110, 120, 210, 220)는 원형 링 형태의 지지부(S)에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 제1자기열교환기(110)와 제2자기열교환기(120)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3자기열교환기(210)와 상기 제4자기열교환기(220)는 서로 마주하도록 배치될 수 있다.

즉, 상기 제1자기열교환기(110)의 중심과 상기 제2자기열교환기(120)의 중심을 연결하는 제1가상선은 상기 제3자기열교환기(210)의 중심과 상기 제4자기열교환기(220)의 중심을 연결하는 제2가상선과 직교할 수 있다.

상기 영구자석(420)은 상기 지지부(S) 내측에서 회전될 수 있다. 즉, 상기 영구자석(420)은 원형 링 형태의 지지부(S)의 반경방향 내측에서 회전될 수 있다. 이때, 상기 영구자석(420)은 전술한 펌프(500)의 작동에 기초하여 회전될 수 있다.

상기 펌프(500)의 피스톤(520)이 실린더(510)의 일 단부로 움직일 때, 상기 영구자석(420)은 그 길이방향 양 단부가 상기 제1자기열교환기(110)와 제2자기열교환기(120)를 향하도록 배치될 수 있다(도 2 참조). 이때, 상기 상기 제1자기열교환기(110)와 제2자기열교환기(120)를 향해 자기장이 인가될 수 있다.

이와 달리, 상기 펌프(500)의 피스톤(520)이 실린더(510)의 타 단부로 움직일 때, 상기 영구자석(420)은 그 길이방향 양 단부가 상기 제3자기열교환기(210)와 상기 제4자기열교환기(220)를 향하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제3자기열교환기(210)와 상기 제4자기열교환기(220)를 향해 자기장이 인가될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 자기 냉각 시스템(10)은 가열된 열전달유체가 안내되는 하나 이상의 온열교환기(810, 820) 및 냉각된 열전달유체가 안내되는 냉열교환기(830)를 포함할 수 있다. 상기 온열교환기(810, 820)에서 열전달유체의 온열은 온열이 필요한 외부 설비로 전달될 수 있다. 여기서 외부 설비는 난방기 또는 급탕기 등의 온열을 필요로 하는 설비가 될 수 있다. 상기 냉열교환기(830)에서 열전달유체의 냉열은 냉열이 필요한 외부 설비로 전달될 수 있다. 여기서, 외부 설비는 공조기, 냉방기 또는 냉동기 등의 냉열을 필요로 하는 설비가 될 수 있다.

상기 자기장 인가부(400)의 작동에 기초하여, 제1자기열교환기(110)와 상기 제2자기열교환기(120)를 통해 가열된 열전달유체 또는 상기 제3자기열교환기(210)와 상기 제4자기열교환기(220)를 통해 가열된 열전달유체는 상기 온열교환기(810, 820)로 안내될 수 있다.

상기 온열교환기(810, 820)는 상기 제1자기열교환기(110)와상기 제2자기열교환기(120)에 의해 가열된 열전달유체가 안내되는 제1온열교환기(810, 도 2 참조), 및 상기 제3자기열교환기(210)와상기 제4자기열교환기(220)를 통해 가열된 열전달유체가 안내되는 제2온열교환기(820, 도 3 참조)를 포함할 수 있다.

상기 자기장 인가부의 작동에 기초하여, 제1자기열교환기(110)와 상기 제2자기열교환기(120) 또는 상기 제3자기열교환기(210)와 상기 제4자기열교환기(220)를 통해 냉각된 열전달유체는 상기 냉열교환기(830)로 안내될 수 있다.

한편, 상기 펌프(500)의 작동에 기초하여, 제1 내지 제4자기열교환기들(110, 120, 210, 220)을 입구단과 출구단의 위치가 결정될 수 있다.

즉, 상기 펌프(500)의 작동에 기초하여, 제1 내지 제4자기열교환기들(110, 120, 210, 220) 각각의 입구단 및 출구단이 서로 반대로 될 수 있다.

예를 들어, 도 2에서 펌프(500)의 작동에 의한 열전달유체의 유동 방향은 후술할 도 3에서 펌프(500)의 작동에 의한 열전달유체의 유동 방향과 반대가 될 수 있다. 따라서, 도 2 및 3에서 제1 내지 제4자기열교환기들(110, 120, 210, 220) 각각의 입구단 및 출구단은 서로 반대가 될 수 있다.

도 2를 참조하여, 펌프(500)의 작동에 따른 열전달유체의 전체적인 흐름을 설명한다.

펌프(500) 내의 피스톤(520)이 실린더(510)의 길이방향 일측으로 움직이면, 자기장 인가부(400)는 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)에 자기장을 인가하고, 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)에는 자기장을 제거한다.

이때, 열전달유체는 제2온열교환기(820)를 통해 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)로 병렬로 안내될 수 있다. 상기 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)를 통해 냉각된 열전달유체는 상기 냉열교환기(830)로 안내된다.

상기 냉열교환기(830)를 통과한 열전달유체는 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)로 병렬로 안내된다. 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통해 가열된 열전달유체는 제1온열교환기(810)를 통해 다시 펌프(500)로 안내될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제2상태를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 3은 펌프의 구동에의해 열전달유체가 자기 냉각 사이클을 도 2와 반대 방향으로 순환하는 모습을 나타낸다.

자기 냉각 시스템(10)의 전체 구성은 도 2에서 설명한 것과 동일하므로, 이하 차이점을 중심으로 설명한다.

도 3을 참조하면, 열전달유체의 순환 방향이 도 2와 반대로 됨에 따라서, 제 1 내지 제4자기열교환기들(110, 120, 210, 220) 각각의 입구단과 출구단이 도 2와 반대로 된다.

구체적으로, 복수 개의 유량조절밸브는 상기 제1자기열교환기(110)의 입구단에 구비되는 제3유량조절밸브(630), 제2자기열교환기(120)의 입구단에 구비되는 제4유량조절밸브(640), 상기 제3자기열교환기(210)의 입구단에 구비되는 제7유량조절밸브(670) 및 상기 제4자기열교환기(220)의 입구단에 구비되는 제8유량조절밸브(680)를 더 포함할 수 있다.

또한, 복수 개의 온도센서들은 제1자기열교환기(110)의 출구단에 구비되는 제3 온도센서(730), 제2자기열교환기(120)의 출구단에 구비되는 제4 온도센서(740), 제3자기열교환기(210)의 출구단에 구비되는 제7 온도센서(770), 제4자기열교환기(220)의 출구단에 구비되는 제8 온도센서(780)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하여, 펌프(500)의 작동에 따른 열전달유체의 전체적인 흐름을 설명한다.

펌프(500) 내의 피스톤(520)이 실린더(510)의 길이방향 타측으로 움직이면, 자기장 인가부(400)는 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)에 자기장을 인가하고, 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)에는 자기장을 제거한다.

이때, 열전달유체는 제1온열교환기(810)를 통해 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)로 병렬로 안내될 수 있다. 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통해 냉각된 열전달유체는 상기 냉열교환기(830)로 안내된다.

그리고, 상기 냉열교환기(830)를 통과한 열전달유체는 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)로 병렬로 안내된다. 상기 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)를 통해 가열된 열전달유체는 제2온열교환기(820)를 통해 다시 펌프(500)로 안내될 수 있다.

한편, 이러한 열전달유체의 순환 과정에서, 도 2를 통해 설명한 바와 같이, 각각의 자기열교환기의 출구단에 구비되는 온도센서에서 감지되는 온도값에 기초하여, 각각의 자기열교환기의 입구단에 구비되는 유량조절밸브의 개도가 조절될 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 병렬로 연결된 자기열교환기들의 양단(입구단 및 출구단)에 구비되는 온도센서와 유량조절밸브에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 4는 도 2에 도시된 자기열교환기들 중 일부를 개략적으로 나타내는 개념이다. 구체적으로, 도 4는 자기장이 인가된 상태에서 열전달유체가 제1 및 제2자기열교환기를 통과하는 상태를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)에 자기장이 인가된 상태로 열전달유체가 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통과할 수 있다.

이때, 제1자기열교환기(110)의 입구단에는 제1유량조절밸브(610) 및 제3온도센서(730)가 구비될 수 있고, 출구단에는 제1온도센서(710) 및 제3유량조절밸브(630)가 구비될 수 있다. 상기 제3온도센서(730) 및 상기 제3유량조절밸브(630)는 열전달유체의 유동방향이 도 4와 반대방향으로 전환될 때를 위한 구성이다. 즉, 상기 제3온도센서(730) 및 상기 제3유량조절밸브(630)는 열전달유체가 도 3과 같은 방향으로 순환할 때를 위한 구성이다.

또한, 제2자기열교환기(120)의 입구단에는 제2유량조절밸브(620) 및 제4온도센서(740)가 구비될 수 있고, 출구단에는 제2온도센서(720)와 제4유량조절밸브(640)가 구비될 수 있다. 상기 제4온도센서(740) 및 상기 제4유량조절밸브(640)는 열전달유체의 유동방향이 도 4와 반대방향으로 전환될 때를 위한 구성이다. 즉, 상기 제4온도센서(740) 및 상기 제4유량조절밸브(640)는 열전달유체가 도 3과 같은 방향으로 순환할 때를 위한 구성이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 냉열교환기(830)를 통과한 열전달유체는 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)로 병렬로 안내된다. 열전달유체는 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통과하면서 가열된 후, 온열교환기(810)로 공급될 수 있다.

제어부(C)는 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120) 각각의 출구단에 구비된 제1 및 제2 온도센서(710, 720)로부터의 신호에 기초하여, 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120) 각각의 입구단에 구비된 제1 및 제2 유량조절밸브(610, 620)의 개도를 조절할 수 있다.

한편, 도시되어 있지는 않으나, 펌프(500)의 구동에 의해, 열전달유체가 도 3에 도시된 방향으로 유동하면, 제어부(C)는 제3 및 제4 온도센서(730, 740)로부터의 신호에 기초하여 제3 및 제4 유량조절밸브(630, 640)의 개도를 조절할 수 있다.

도 5는 도 2에 도시된 자기열교환기들 중 다른 일부를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 구체적으로, 도 5는 자기장이 제거된 상태에서 열전달유체가 제3 및 제4자기열교환기를 통과하는 상태를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)에 자기장이 제거된 상태로 열전달유체가 상기 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)를 통과할 수 있다.

이때, 제3자기열교환기(210)의 입구단에는 제5유량조절밸브(650) 및 제7온도센서(770)가 구비될 수 있고, 출구단에는 제5온도센서(750) 및 제7유량조절밸브(670)가 구비될 수 있다. 상기 제7온도센서(770) 및 상기 제7유량조절밸브(670)는 열전달유체의 유동방향이 도 5와 반대방향으로 전환될 때를 위한 구성이다. 즉, 상기 제7온도센서(770) 및 상기 제7유량조절밸브(670)는 열전달유체가 도 3과 같은 방향으로 순환할 때를 위한 구성이다.

또한, 제4자기열교환기(220)의 입구단에는 제6유량조절밸브(660) 및 제8온도센서(780)가 구비될 수 있고, 출구단에는 제6온도센서(760)와 제8유량조절밸브(680)가 구비될 수 있다. 상기 제8온도센서(780) 및 상기 제8유량조절밸브(680)는 열전달유체의 유동방향이 도 5와 반대방향으로 전환될 때를 위한 구성이다. 즉, 상기 제8온도센서(780) 및 상기 제8유량조절밸브(680)는 열전달유체가 도 3과 같은 방향으로 순환할 때를 위한 구성이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 온열교환기(820)를 통과한 열전달유체는 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)로 병렬로 안내된다. 열전달유체는 상기 제3 및 제4자기열교환기(210, 220)를 통과하면서 냉각된 후, 냉열교환기(830)로 공급될 수 있다.

제어부(C)는 상기 제3 및 제4자기열교환기(210, 220) 각각의 출구단에 구비된 제5 및 제6 온도센서(750, 760)로부터의 신호에 기초하여, 상기 제3 및 제4자기열교환기(210, 220) 각각의 입구단에 구비된 제5 및 제6 유량조절밸브(650, 660)의 개도를 조절할 수 있다.

한편, 도시되어 있지는 않으나, 펌프(500)의 구동에 의해, 열전달유체가 도 3에 도시된 방향으로 유동하면, 제어부(C)는 제7 및 제8 온도센서(770, 780)로부터의 신호에 기초하여 제7 및 제8 유량조절밸브(670, 680)의 개도를 조절할 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예(제2실시예)에 따른 자기 냉각 시스템의 주요 구성에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예(제2실시예)에 따른 자기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 개념도이다.

제2실시예에 따른 자기 냉각 시스템을 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명하며, 설명되지 않는 구성들은 제1실시예와 동일한 것으로 간주한다.

또한, 설명의 편의를 위하여, 서로 병렬로 연결된 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)를 중심으로 설명하나, 전술한 제3자기열교환기(210) 및 제4자기열교환기(220)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 6을 참조하면, 병렬로 연결된 복수 개의 자기열교환기들 각각의 출구단에 유량센서(910, 920, 930, 940)가 구비될 수 있다. 이때, 제어부(C)는 상기 유량센서(910, 920, 930, 940)로부터의 신호에 기초하여, 유량조절밸브(610, 620, 630, 640)의 개도를 조절할 수 있다.

제2실시예에 따른 자기 냉각 시스템은 전술한 온도센서 대신에 유량센서(910, 920, 930, 940)가 구비될 수 있다.

펌프(500)의 구동에 기초하여 열전달유체의 유동 방향이 전환될 수 있으므로, 상기 유량센서(910, 920, 930, 940)는 제1자기열교환기(110)의 양 단 및 상기 제2자기열교환기(120)의 양 단에 각각 구비될 수 있다.

구체적으로, 제1자기열교환기(110)의 입구단에 제1유량조절밸브(610) 및 제3유량센서(930)가 구비되고, 출구단에 제3유량조절밸브(630) 및 제1유량센서(910)가 구비될 수 있다. 상기 제3유량센서(930) 및 제3유량조절밸브(630)는 도시된 방향과 반대방향으로 열전달 유체가 순환하는 경우를 위한 구성이다.

또한, 제2자기열교환기(120)의 입구단에 제2유량조절밸브(620) 및 제4유량센서(940)가 구비되고, 출구단에 제4유량조절밸브(640) 및 제2유량센서(920)가 구비될 수 있다. 제4유량센서(940) 및 제4유량조절밸브(640)는 도시된 방향과 반대방향으로 열전달 유체가 순환하는 경우를 위한 구성이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 냉열교환기(830)를 통과한 열전달유체는 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)로 병렬로 안내된다. 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)에 자기장이 인가된 것을 가정할 때, 열전달유체는 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통과하면서 가열된 후, 온열교환기(810)로 공급될 수 있다.

이때, 각의 자기열교환기를 통과하는 과정에서 발생하는 압력 강하에 기초하여, 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통과한 열전달유체의 유량은 서로 상이할 수 있다.

제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통과하는 열전달유체의 유량이 서로 상이하면, 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)에서의 열교환 효율이 서로 상이할 수 있다. 또한, 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)에서의 열교환 효율이 서로 상이하면, 자기 냉각 시스템 전체의 효율이 저하될 수 있다. 즉, 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통과하는 열전달유체의 유량이 서로 동일한 것이 바람직하다.

따라서, 전술한 제어부(C)는 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120) 각각의 출구단에 구비된 제1 및 제2 유량센서(910, 920)로부터의 신호에 기초하여, 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120) 각각의 입구단에 구비된 제1 및 제2 유량조절밸브(610, 620)의 개도를 조절할 수 있다.

즉, 상기 제어부(C)는 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120) 각각을 통과하는 열전달유체의 유량이 서로 동일하도록, 제1 및 제2 유량조절밸브(610, 620) 중 적어도 하나의 개도를 조절할 수 있다.

한편, 도시되어 있지는 않으나, 펌프(500)의 구동에 의해, 열전달유체가 도 3에 도시된 방향으로 유동하면, 제어부(C)는 제3 및 제4 유량센서(930, 940)로부터의 신호에 기초하여 제3 및 제4 유량조절밸브(630, 640)의 개도를 조절할 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예(제3실시예)에 따른 자기 냉각 시스템을 설명한다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 주요 구성을 나타내는 개념도이다.

제3실시예에 따른 자기 냉각 시스템을 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명하며, 설명되지 않는 구성들은 제1실시예와 동일한 것으로 간주한다.

또한, 설명의 편의를 위하여, 서로 병렬로 연결된 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)를 중심으로 설명하나, 전술한 제3자기열교환기(210) 및 제4자기열교환기(220)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 병렬로 연결된 복수 개의 자기열교환기들(110, 120) 각각의 출구단에 제1온도센서(710) 및 제2온도센서(720)가 구비되는 점은 제1실시예와 동일하다.

제3실시예에서, 유량조절밸브는 삼방밸브(3-way) 밸브로 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)에 자기장이 인가된 상태로 열전달유체가 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)를 통과하는 상태를 가정하여 설명한다.

제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)에 자기장이 제거된 상태로 열전달유체가 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)를 통과하는 경유에도, 이하의 설명이 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.

냉열교환기(830)를 통과한 열전달유체는 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)로 병렬로 안내된다. 열전달유체는 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120)를 통과하면서 가열된 후, 온열교환기(810)로 공급될 수 있다.

제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120) 내에 동일한 자기열량재료가 구비되므로, 제1온도센서(710)에서 감지된 제1온도값 및 제2온도센서(720)에서 감지된 제2온도값이 서로 상이하면, 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120) 중 하나의 열교환 효율이 상대적으로 낮다는 것을 의미할 수 있다.

즉, 자기 냉각 시스템의 효율을 극대화하기 위하여, 제1자기열교환기(110)를 통과한 열전달유체의 온도 및 제2자기열교환기(120)를 통과한 열전달유체의 온도는 서로 동일한 것이 바람직하다.

따라서, 전술한 제어부(C)는 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120) 각각의 출구단에 구비된 제1 및 제2 온도센서(710, 720)로부터의 신호에 기초하여, 상기 제1 및 제2자기열교환기(110, 120) 각각의 입구단에 구비된 유량조절밸브(690)를 제어할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 냉열교환기(830)를 통과한 열전달유체는 하나의 안내배관(L)으로부터 분지되는 복수 개의 분지관(L1, L2, L3)을 통해 복수 개의 열교환기(110, 120)로 각각 안내될 수 있다.

이때, 상기 복수 개의 분지관(L1, L2, L3)은 상기 제1자기열교환기(110)에 연결되는 제1분지관(L1), 상기 제2자기열교환기(120)에 연결되는 제2분지관(L3) 및 유량조절밸브(690)를 향하는 바이패스배관(L3)을 포함할 수 있다.

상기 바이패스배관(L3)을 통해 상기 유량조절밸브(690)로 안내된 열전달유체는 연결배관(L5, L6)을 통해 복수 개의 자기열교환기(110, 120)의 입구단으로 공급될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 연결배관(L5, L6)은 제1자기열교환기(110)의 입구단에서 상기 제1분지관(L1)에 연결되는 제1연결배관(L5), 및 상기 제2자기열교환기(120)의 입구단에서 상기 제2분지관(L2)에 연결되는 제2연결배관(L6)을 포함한다.

상기 유량조절밸브(690)를 통해 상기 바이패스배관(L3)은 상기 제1연결배관(L5) 및 제2연결배관(L6)에 연통될 수 있다. 이때, 상기 유량조절밸브(690)는 삼방밸브로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 제1 및 제2 온도센서(710, 720)에서 감지되는 온도값의 차이가 기설정된 범위를 벗어나지 않도록, 상기 제어부(C)는 상기 제1 및 제2 온도센서(710, 720)로부터의 신호에 기초하여, 상기 유량조절밸브(690)를 제어할 수 있다.

즉, 상기 제어부(C)는 상기 유량조절밸브(690)를 제어하여, 상기 제1연결배관(L5) 및 상기 제2연결배관(L6)으로 각각 안내되는 열전달유체의 양을 조절할 수 있다.

따라서, 상기 제1 및 제2 온도센서(710, 720)에서 감지되는 온도값에 기초하여, 병렬로 연결된 복수 개의 자기열교환기(110, 120)를 통과하는 열전달유체의 양이 달라질 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

110 제1자기열교환기 120 제2자기열교환기
210 제3자기열교환기 220 제4자기열교환기
300 자기열량재료 400 자기장 인가부
500 펌프
610~680 유량조절밸브 710~780 온도센서

Claims (15)

1. 서로 병렬로 연결되고, 열전달유체가 통과하도록 형성된 복수 개의 자기열교환기들;
   상기 복수 개의 자기열교환기들 각각 내에 구비되고, 열전달유체와 열교환하도록 형성된 자기열량재료;
   상기 복수 개의 자기열량재료에 선택적으로 자기장을 인가하도록 형성된 자기장 인가부;
   상기 복수 개의 자기열교환기들에 열전달유체를 공급하도록 형성된 펌프;
   상기 복수 개의 자기열교환기들 각각의 입구단에 구비되어, 상기 복수개의 자기열교환기들 각각의 열교환 효율 또는 열교환 능력에 기초하여 열전달유체의 유량을 분할하는 유량조절밸브; 및
   상기 펌프, 상기 자기장 인가부 및 상기 유량조절밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 자기 냉각 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 자기열교환기들 각각의 출구단에 구비되는 온도센서를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 온도센서로부터의 신호에 기초하여 상기 유량조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 복수 개의 자기열교환기들 중 자기장이 인가된 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 기설정된 고온보다 낮으면, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 복수 개의 자기 열교한기들 중 자기장이 제거된 특정 자기열교환기의 출구단의 온도가 기설정된 저온보다 높으면, 상기 특정 자기열교환기의 입구단에 구비된 유량조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
5. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 복수 개의 자기열교환기들 각각의 출구단의 온도값 사이의 차이에 기초하여, 상기 유량조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 차이가 기설정된 값 이상이면, 상기 차이가 기설정된 값 이하가 되도록 상기 유량조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
7. 제2항에 있어서,
   상기 복수 개의 자기열교환기들은,
   상기 자기장 인가부에 의해 자기장이 동시에 인가 또는 제거되도록 서로 병렬로 연결된 제1자기열교환기와 제2자기열교환기; 및
   상기 자기장 인가부에 의해 자기장이 동시에 제거 또는 인가되도록 서로 병렬로 연결된 제3자기열교환기와 제4자기열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 내지 제4자기열교환기는 원형 링 형태의 지지부에 설치되고,
   상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기는 서로 마주하도록 배치되고, 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기는 서로 마주하도록 배치되며,
   상기 자기장 인가부는 상기 지지부 내측에서 모터에 의해 회전되는 기설정된 길이의 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 펌프는 실린더 및 상기 실린더 내측에서 상기 실린더의 길이방향으로 왕복운동하는 피스톤을 포함하고,
   상기 피스톤의 왕복운동에 의해 상기 실린더의 길이방향 양 측으로 열전달유체가 번갈아서 토출되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
10. 제7항에 있어서,
    상기 자기장 인가부의 작동에 기초하여, 상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기 또는 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기를 통해 가열된 열전달유체가 안내되는 온열교환기; 및
    상기 자기장 인가부의 작동에 기초하여, 상기 제1자기열교환기와 상기 제2 자기열교환기 또는 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기를 통해 냉각된 열전달유체가 안내되는 냉열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 온열교환기는 상기 제1자기열교환기와 상기 제2자기열교환기에 의해 가열된 열전달유체가 안내되는 제1온열교환기 및 상기 제3자기열교환기와 상기 제4자기열교환기를 통해 가열된 열전달유체가 안내되는 제2온열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
12. 제7항에 있어서,
    상기 펌프의 작동에 기초하여, 상기 제1 내지 제4 자기열교환기 각각의 입구단 및 출구단이 결정되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    열전달유체는 하나의 안내배관으로부터 분지되는 복수 개의 분지관을 통해 상기 복수 개의 자기열교환기로 각각 안내되고,
    상기 복수 개의 분지관은 상기 유량조절밸브를 향해 분지된 바이패스배관을 포함하며,
    바이패스배관을 통해 상기 유량조절밸브로 안내된 열전달유체는 연결배관을 통해 상기 복수 개의 자기열교환기의 입구단으로 공급되고,
    상기 유량조절밸브는 삼방밸브로 형성된 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 자기열교환기들 각각의 출구단에 구비되는 유량센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 유량센서로부터의 신호에 기초하여 상기 유량조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 복수 개의 자기열교환기들을 통과하는 열전달유체의 유량이 동일하도록 상기 유량조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.

Images