KR19990012203A - 잠열축열식 냉방시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 심야전력을 사용하여 야간에 축빙을 하고 주간에 냉방용으로 사용하는 기기인 빙축열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축냉장치인 냉동기(1)를 이용하여 축열조(2) 내에 저장된 7 ~ 10℃의 잠열축열재(5)를 축빙시키고, 축빙된 잠열축열재를 방냉시켜 냉수이송 펌프(8)와 3-방향 밸브(9)를 이용하여 냉수를 이송 냉방부하에서 냉방시킴을 특징으로 하는 잠열축열식 냉방시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 심야전력을 사용하여 야간에 축빙을 하고 주간에 냉방용으로 사용하는 기기인 빙축열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잠열축열식(PCM-Phase Change Material)의 빙축열 냉방시스템에 관한 것이다.
최근 전기에너지 이용합리화의 일환으로 심야전력을 이용한 축열시스템의 개발, 보급이 활발하게 이루어지고 있고, 전력공급업체인 한국전력공사에서도 이에 대한 다각적인 노력과 지원을 하고 있음은 고무적인 일이라고 할 수 있다. 최근에 개발된 이러한 빙축열 기기는 물을 얼려 얼음(Ice)을 생성, 저장하였다가 이를 주간에 이용하는 기기로, 얼음의 형태에 따라 아이스 온코일(Ice on Coil)형, 이이스 온 볼(Ice on Ball)형, 하베스트(Harvest)형, 슬러리 아이스형 등이 있다.
제 1 도는 종래의 아이스 온 볼형 빙축열 시스템의 구성도로서, 빙축열 시스템에는 일반적으로 얼음을 생성시키는 냉동기(1)와 냉동기에서 생성된 얼음을 저장하여 축냉을 하는 축냉조(2)로 구성되어 있다.
또 상기 냉동기(1)와 축냉조(2) 사이는 브라인이 순환되며, 부하측은 냉수가 순환되게 구성되어 있어 축냉조와 부하측 사이에 열교환기(6)가 설치되어 있다. 따라서 축열조내에 브라인이 충만되어 있는 상태에서 심야전력을 이용 냉동기를 가동하여 축냉조의 아이스 볼 내에 물을 얼음으로 얼려 냉기를 저장하게 된다.
주간에는 부하측의 브라인과 축냉조의 열교환기(6)를 통해 방냉을 실현한다. 이러한 시스템에 있어서는 물을 0℃에서 착빙(상변화, 액체↔고체)시켜야 하므로 냉동기의 성적계수(C.O.P)가 많이 낮아진다는 단점을 가지고 있는 것이 사실이다.
본 발명의 목적은 7 ~ 10℃ 부근에서 상변화하는 잠열축열재(PCM, Phase Change Material)를 사용할 경우 상술한 냉동기의 성적계수를 일반 공조시스템 수준으로 올릴 수 있고, 브라인 열교환기를 생략할 수가 있을 뿐만 아니라, 상당 제빙율을 40% 부근에서 70%로 향상시킬 수 있어 축냉조의 설치공간을 상당히 줄일 수 있는 개선된 구조의 축냉장치를 제공하기 위한 것이다.
제 1 도는 종래의 아이스 볼 형(Ice Ball Type)의 빙축열 냉방시스템을 나타낸 구성도이다.
제 2 도는 본 발명의 잠열축열식 냉방시스템의 장치 구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 냉동기2 : 축냉조
3 : 브라인 이송관4 : 냉수 이송관
5 : 축열재6 : 열교환기
7 : 브라인 이송 펌프8 : 냉수 이송 펌프
9 : 3-방향 밸브
따라서 본 발명은 축냉장치인 냉동기(1)를 이용하여 축열조(2) 내에 저장된 7 ~ 10℃의 잠열축열재(5)를 축빙시키고, 축빙된 잠열축열재를 방냉시켜 냉수이송펌프(8)와 3-방향 밸브(9)를 이용하여 냉수를 이송 냉방부하에서 냉방시키는 잠열축열식 냉방시스템에 관한 것이다.
이때 사용되는 7 ~ 10℃의 잠열축열재는 Na2SO4·10H2O(황산나트륨 10수화물)를 70 ~ 80 중량% 함유하고, 조핵제로서 보락스(Borax)와 온도조절 매체로서 암모늄클로라이드, 염화나트륨, 염화칼륨 등을 20 ~ 25 중량% 함유하는 잠열축열재이다.
또한 본 발명 장치의 냉수관은 축열조의 하부에서 나와 냉동기 및 부하측으로 분해될 수 있도록 구성되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 도면 제 2 도를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
제 2 도는 본 발명에 따른 빙축열기기의 축열장치를 나타낸 구성도로서 축냉장치인 냉동기(1)와, 축열재가 저장되는 축열조(2)와 축열조내의 용액을 냉동기로 혹은 부하측으로 이송하는 냉수이송펌프(8)와, 3-방향 밸브(9)로 형성되어 있다.
상기와 같이 된 본 발명 장치에 의해 착빙되는 작동을 설명한다.
기기를 운전시키면 축열조(2) 내에 있는 용액이 순환 펌프(8)에 의해 냉수 이송관을 따라 냉동기로 이송하며 냉동기의 작동으로 의해 냉수가 차가워진 후(4 ~ 8℃) 축열조 상부로 유입되어 축열재가 상온(7 ~ 10℃)에서 고체화된다.
냉동기(1)에서 나온 냉수는 3-방향 밸브(9)로 유입되는데, 이때 3-방향 밸브는 축냉조쪽으로 개방되어 있는 축열조(2)로 들어가게 되어 축열조내의 축열재(5)에 냉기를 저장하게 된다. 이와 같은 원리로 심야시간대에 냉동기를 가동하여 냉기를 지속적으로 저장할 수 있게 되어 있다.
또한 방냉되는 작동원리는 3-방향 밸브(9)가 부하측으로 개방되어 있어 냉동기를 거쳐 나온 냉수는 냉방부하를 거쳐 축냉조에 들어오게 된다.
축열조에 들어온 물은 축열조내에서 축열재와 열교환을 이루어 축열조를 나온 후 냉동기를 거쳐 다시 냉방부하로 이송되어 각 냉방부하에서 열교환을 하여 냉방시킨다. 이 때 방냉 조건에 따라 냉동기를 가동할 수도 있고, 냉동기를 가동하지 않고 축열재의 축냉을 가지고 직접 방냉할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명의 효과는 기존의 아이스 볼형 시스템의 브라인 대신 물을 사용하고 브라인 펌프 및 열교환기를 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 아이스와는 달리 영상(7 ~ 10℃)에서 상변화하는 축열재를 사용함으로 냉동기의 COP(성적계수)를 4.5로 올려줄 수 있다. 또한 기존 냉방시스템에 잠열축열재 축열조를 설치, 쉽게 방축열 시스템으로 전환이 가능하게 할 수 있게 된다.
Claims (2)
- 축냉장치인 냉동기(1)를 이용하여 축열조(2) 내에 저장된 7 ~ 10℃의 잠열축열재(5)를 축빙시키고, 축빙된 잠열축열재를 방냉시켜 냉수이송 펌프(8)와 3-방향 밸브(9)를 이용하여 냉수를 이송 냉방부하에서 냉방시킴을 특징으로 하는 잠열축열식 냉방시스템.
- 제 1 항에 있어서, 7 ~ 10℃의 잠열축열재는 Na2SO4·10H2O(황산나트륨 10수화물)를 70 ~ 80 중량% 함유하고, 조핵제로서 보락스(Borax)와 온도조절 매체로서 암모늄클로라이드, 염화나트륨, 염화칼륨 등을 20 ~ 25 중량% 함유함을 특징으로 하는 잠열축열식 냉방시스템.
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| KR1019970035536A KR19990012203A (ko) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 잠열축열식 냉방시스템 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050006534A (ko) * | 2003-07-09 | 2005-01-17 | 위니아만도 주식회사 | 턴핀 응축기를 갖는 김치저장고 |
| KR100735178B1 (ko) * | 2006-02-23 | 2007-07-03 | 엘지전자 주식회사 | 축열식 공기조화 장치 |
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1997
- 1997-07-28 KR KR1019970035536A patent/KR19990012203A/ko not_active Ceased
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| KR20050006534A (ko) * | 2003-07-09 | 2005-01-17 | 위니아만도 주식회사 | 턴핀 응축기를 갖는 김치저장고 |
| KR100735178B1 (ko) * | 2006-02-23 | 2007-07-03 | 엘지전자 주식회사 | 축열식 공기조화 장치 |
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