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KR102014931B1 - Hybrid outdoor air cooling system using natural energy and control method thereof - Google Patents

Hybrid outdoor air cooling system using natural energy and control method thereof Download PDF

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KR102014931B1
KR102014931B1 KR1020190045326A KR20190045326A KR102014931B1 KR 102014931 B1 KR102014931 B1 KR 102014931B1 KR 1020190045326 A KR1020190045326 A KR 1020190045326A KR 20190045326 A KR20190045326 A KR 20190045326A KR 102014931 B1 KR102014931 B1 KR 102014931B1
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air supply
cooling water
cooling
control valve
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한승일
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주식회사 에이알
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Abstract

본 발명은 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 그 목적은 외기를 냉각열원으로 사용하는 프리쿨링 방식을 가지며, 압축기의 잦은 온오프 즉, 압축기의 발정운전으로 인한 손상을 방지할 수 있도록 한 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 전산센터로 공급되는 급기와 냉매의 열교환을 유도하는 증발기; 상기 증발기를 공유하여 구성된 제1냉동시스템과 제2냉동시스템; 냉각탑; 상기 증발기의 앞쪽에 배치된 냉각수코일; 상기 냉각탑과 냉각수코일 및 제1,2응축기를 연결하도록 설치된 냉각수 순환배관; 상기 냉각수 순환배관에 설치된 제1바이패스관; 상기 제1바이패스관과 냉각수 순환배관의 연결지점에 설치된 제1제어밸브; 급기온도센서; 환기온도센서; 냉각수온도센서; 냉각수 공급라인과 냉각수 반환라인을 연결하는 제2바이패스관; 냉각수 순환배관과 제2바이패스관의 연결지점에 설치된 제2제어밸브; 및 검출된 급기온도와 미리 설정된 급기온도 설정값의 비교 결과 그리고 검출된 냉각수온도와 미리 설정된 냉각수온도 상한값 및 하한값의 비교 결과에 대응하여 상기 제1제어밸브를 제어하는 기능과, 상기 환기온도센서에서 검출되는 환기온도가 미리 설정된 환기온도 설정값 이상이면 제1압축기를 가동시키는 기능과, 상기 제1압축기의 가동 후 급기온도와 급기온도 설정값의 비교를 통해 급기온도가 급기온도 설정값 보다 높은 경우 제2압축기를 추가적으로 가동시키는 기능과, 제1응축기 및 제2응축기의 응축압력에 대응하여 제2제어밸브를 제어하여 제1,2응축기로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 기능을 갖는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법을 제공한다.The present invention relates to a hybrid outside air cooling system using natural energy, and a control method thereof. The purpose of the present invention is to have a precooling method using outside air as a cooling heat source, and to avoid damage caused by frequent on / off of the compressor, that is, the estrus operation of the compressor. The present invention provides a hybrid outdoor air cooling system using natural energy and a control method thereof to prevent the damage. The present invention for this purpose is an evaporator for inducing heat exchange between the supply air and the refrigerant supplied to the computer center; A first refrigeration system and a second refrigeration system configured to share the evaporator; Cooling tower; A cooling water coil disposed in front of the evaporator; A cooling water circulation pipe installed to connect the cooling tower, the cooling water coil, and the first and second condensers; A first bypass pipe installed in the cooling water circulation pipe; A first control valve installed at a connection point between the first bypass pipe and the cooling water circulation pipe; Air supply temperature sensor; Ventilation temperature sensor; Coolant temperature sensor; A second bypass pipe connecting the coolant supply line and the coolant return line; A second control valve installed at a connection point between the cooling water circulation pipe and the second bypass pipe; And controlling the first control valve in response to a result of comparing the detected air supply temperature with a preset air supply temperature set value, and a result of comparing the detected coolant temperature with a preset coolant temperature upper limit value and a lower limit value. If the detected ventilation temperature is equal to or greater than the preset ventilation temperature setting value, the air supply temperature is higher than the air supply temperature setting value by comparing the air supply temperature with the air supply temperature setting value after the operation of the first compressor. A controller having a function of additionally operating a second compressor, and controlling a flow rate of the cooling water supplied to the first and second condensers by controlling the second control valve in response to the condensing pressure of the first condenser and the second condenser; It provides a hybrid outdoor air-conditioning system using the natural energy, and a control method thereof comprising.

Figure R1020190045326
Figure R1020190045326

Description

자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법{Hybrid outdoor air cooling system using natural energy and control method thereof}Hybrid outdoor air cooling system using natural energy and control method

본 발명은 전산센터의 온도를 설정된 수준으로 유지시키는 냉방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여름철에는 냉각탑에서 나오는 냉각수를 압축기에서 토출된 고온고압의 냉매를 응축시키는데 사용하고, 겨울철에는 냉각수를 직접 냉방열원으로 사용하며, 환절기에는 냉각수를 1차 냉방열원으로 사용하면서 부족한 냉방부하는 압축기의 가동을 통해 보완하도록 이루어지되, 압축기의 발정운전을 방지하는 기능, 냉각수의 과냉으로 인해 응축기의 응축압력이 낮아짐으로써 발생되는 압축기의 이상운전을 방지하는 기능, 전산센터로 공급되는 급기의 온도를 일정한 수준으로 안정화시키는 기능을 포함하며, 외기 냉방과 냉동시스템을 이용한 냉방의 신속한 전환이 가능하도록 이루어진 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system for maintaining the temperature of a computer center at a set level, and more particularly, in the summer, the cooling water from the cooling tower is used to condense the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the compressor, and in the winter, the cooling water is directly cooled. It is used as a heat source, and the cooling season is used as a primary cooling heat source in the transition season to compensate for the insufficient cooling load by operating the compressor, but it prevents the estrus operation of the compressor, and the condenser pressure of the condenser is lowered due to the cooling of the cooling water It includes the function to prevent abnormal operation of the compressor, and the function of stabilizing the temperature of the air supply supplied to the computer center to a certain level, and using the natural energy made to enable rapid conversion of air cooling and cooling using the refrigeration system Hybrid air conditioning system and its components It relates to a method.

정보이용기술의 발달로 인해 전산센터의 단위면적당 냉방부하가 급속히 증가하고 있으며, 서버 등의 내부 발열장비로 인하여 겨울철에도 냉방이 필요한 전산센터의 냉방에너지 절감을 위해 자연에너지를 이용한 프리쿨링 시스템이 개발되어 사용되고 있다.Due to the development of information technology, the cooling load per unit area of computer center is rapidly increasing, and the pre-cooling system using natural energy is developed to reduce the cooling energy of computer center that needs cooling even in winter due to internal heating equipment such as server. It is used.

한편, 종래의 프리쿨링 시스템은 외기를 직접 이용하여 냉방하는 직접 냉방식과, 열교환기 등을 사용하여 외기의 냉열을 사용하는 간접 냉방식으로 구분된다. On the other hand, the conventional precooling system is divided into a direct cooling method for cooling by using the outside air directly, and an indirect cooling method using the cooling heat of the outside air using a heat exchanger or the like.

상기 직접 냉방식 프리쿨링 시스템은 외기를 직접 냉각열원으로 사용함에 따라 에너지 절감 효율이 우수하지만, 외부 오염물질의 실내 유입 및 습도관리에 어려움이 있어서 근래에는 잘 채택하지 않고 있다.The direct cooling type precooling system is excellent in energy saving efficiency by using outdoor air directly as a cooling heat source, but it has not been recently adopted due to difficulties in indoor inflow and humidity management of external pollutants.

상기 간접 냉방식 프리쿨링 시스템은 공기-공기 열교환방식, 공기-물 열교환방식으로 구분되며, 이중 공기-공기 열교환방식은 공기의 비열이 매우 작기 때문에 공기를 운송하는 덕트 및 공조장비의 크기가 매우 커지는 단점이 있다.The indirect cooling type precooling system is divided into air-air heat exchange method and air-water heat exchange method, and the double air-air heat exchange method has a very small specific heat of air, so that the size of the air duct and air conditioning equipment is very large. There are disadvantages.

반면, 공기-물 열교환방식은 위와 같은 단점을 해소할 수 있는 진보한 프리쿨링 시스템이다.Air-water heat exchange, on the other hand, is an advanced precooling system that can overcome these drawbacks.

그러나, 에너지효율을 높이기 위해서는 외기냉방과 압축기 냉방을 동시에 운전하는 복합냉방운전이 불가피한데, 제어방식에 어려움이 있어 잘못된 운전으로 인해 외기 냉방효율이 저하되고, 최악의 경우 압축기의 잦은 고장이 발생하게 되는 문제점이 있다.However, in order to increase energy efficiency, combined cooling operation that operates both air cooling and compressor cooling at the same time is inevitable, and due to difficulty in control method, air cooling efficiency decreases due to incorrect operation, and in the worst case, frequent compressor failure occurs. There is a problem.

등록특허공보 제10-0933515호(2009.12.23.공고)Patent Application Publication No. 10-0933515 (August 23, 2009)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 외기를 냉각열원으로 사용하는 프리쿨링 방식을 가지며, 압축기의 잦은 온오프 즉, 압축기의 발정운전으로 인한 손상을 방지할 수 있도록 한 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to have a precooling method using outside air as a cooling heat source, to prevent damage caused by frequent on-off of the compressor, that is, the estrus operation of the compressor. A hybrid outdoor air cooling system using a natural energy and a control method thereof are provided.

본 발명의 다른 목적은 냉방시스템이 자연 냉방운전 시스템으로 작동하는 과정에서 냉동시스템을 이용한 일반 냉방운전 시스템으로의 신속한 전환이 가능한 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid outside air cooling system using natural energy and a control method thereof that can be quickly converted to a general cooling operation system using a refrigeration system in the course of operating the cooling system as a natural cooling operation system.

본 발명의 또 다른 목적은 냉각수의 온도가 너무 낮아짐으로 인해 발생되는 압축기의 이상운전을 방지할 수 있는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템을 제공함 및 그 제어방법에 있다.Still another object of the present invention is to provide a hybrid outside air cooling system using natural energy that can prevent abnormal operation of a compressor generated due to the temperature of the cooling water being too low, and a control method thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 전산센터로 공급되는 급기온도를 일정하게 유지할 수 있는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a hybrid outdoor air cooling system using natural energy and a control method thereof using natural energy capable of maintaining a constant air supply temperature supplied to a computer center.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 전산센터로 공급되는 급기와 냉매의 열교환을 통해 급기의 냉각을 유도하는 증발기; 제1압축기와 제1응축기와 제1팽창변 및 상기 증발기에 의해 구성되는 제1냉동시스템; 제2압축기와 제2응축기와 제2팽창변 및 상기 증발기에 의해 구성되는 제2냉동시스템; 상기 제1응축기와 제2응축기에서 냉매의 응축을 위해 사용된 냉각수를 외기와 열교환시키는 냉각탑; 상기 증발기 보다 먼저 급기와 마주하도록 증발기의 앞쪽에 배치되어 냉각수와 급기의 열교환을 통해 급기를 냉각하는 냉각수코일; 상기 냉각탑과 냉각수코일 및 제1,2응축기를 연결하도록 설치되어 냉각수의 순환이 이루어지게 하는 냉각수 순환배관; 상기 냉각수 순환배관을 통해 유동하는 냉각수가 냉각수코일을 경유하지 않고 유동할 수 있도록 냉각수 순환배관에 설치된 제1바이패스관; 상기 제1바이패스관과 냉각수 순환배관의 연결지점에 설치되어 냉각수의 유동을 제어하는 제1제어밸브; 상기 전산센터로 공급되는 급기의 온도를 검출하는 급기온도센서; 상기 전산센터로부터 배출되는 환기의 온도를 검출하는 환기온도센서; 상기 냉각수 순환배관에 설치되어 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수온도센서; 상기 냉각수 순환배관을 구성하는 냉각수 공급라인과 냉각수 반환라인을 연결하는 제2바이패스관; 상기 냉각수 순환배관과 제2바이패스관의 연결지점에 설치되어 냉각수의 유동을 제어하는 제2제어밸브; 및 검출된 급기온도와 미리 설정된 급기온도 설정값의 비교 결과 그리고 검출된 냉각수온도와 미리 설정된 냉각수온도 상한값(TW1) 및 하한값(TW2)의 비교 결과에 대응하여 상기 제1제어밸브를 제어하는 기능과, 상기 환기온도센서에서 검출되는 환기온도가 미리 설정된 환기온도 설정값 이상이면 제1압축기를 가동시키는 기능과, 상기 제1압축기의 가동 후 급기온도와 급기온도 설정값의 비교를 통해 급기온도가 급기온도 설정값 보다 높은 경우 제2압축기를 추가적으로 가동시키는 기능과, 제1응축기 및 제2응축기의 응축압력에 대응하여 제2제어밸브를 제어하여 제1,2응축기로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 기능을 갖는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템을 제공한다.The present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for eliminating the conventional defects is an evaporator for inducing the cooling of the air supply through heat exchange between the supply air and the refrigerant supplied to the computer center; A first refrigeration system constituted by a first compressor, a first condenser, a first expansion valve, and the evaporator; A second refrigeration system constituted by a second compressor, a second condenser, a second expansion valve and the evaporator; A cooling tower configured to heat-exchange the cooling water used for condensation of the refrigerant in the first condenser and the second condenser with outside air; A cooling water coil disposed in front of the evaporator so as to face the air supply before the evaporator to cool the air supply through heat exchange between the cooling water and the air supply; A cooling water circulation pipe installed to connect the cooling tower, the cooling water coil, and the first and second condensers to circulate the cooling water; A first bypass pipe installed in the cooling water circulation pipe so that the cooling water flowing through the cooling water circulation pipe can flow without passing through the cooling water coil; A first control valve installed at a connection point between the first bypass pipe and the cooling water circulation pipe to control the flow of the cooling water; An air supply temperature sensor detecting a temperature of an air supply supplied to the computer center; A ventilation temperature sensor detecting a temperature of ventilation discharged from the computer center; A coolant temperature sensor installed at the coolant circulation pipe to detect a temperature of the coolant; A second bypass pipe connecting the cooling water supply line and the cooling water return line constituting the cooling water circulation pipe; A second control valve installed at a connection point between the cooling water circulation pipe and the second bypass pipe to control the flow of the cooling water; And controlling the first control valve in response to a result of comparing the detected air supply temperature with a preset air supply temperature set value, and a result of comparing the detected coolant temperature with a predetermined coolant temperature upper limit value TW1 and a lower limit value TW2. When the ventilation temperature detected by the ventilation temperature sensor is equal to or greater than a preset ventilation temperature setting value, the air supply temperature is supplied through the function of operating the first compressor and comparing the air supply temperature with the air supply temperature setting value after the first compressor is operated. When the temperature is higher than the set value, the function of additionally operating the second compressor, and controls the second control valve in response to the condensing pressure of the first condenser and the second condenser to adjust the flow rate of the cooling water supplied to the first and second condensers It provides a hybrid outdoor air-conditioning system using natural energy, including a controller having a function.

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한편 상기 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템에 있어서, 상기 제1압축기로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스 일부가 제1팽창변의 후단으로 공급되도록 하는 제3바이패스관; 상기 제3바이패스관에 설치되어 제3바이패스관의 유로를 제어하면서 바이패스되는 냉매가스의 유량을 제어하는 제1용량조절밸브; 상기 제2압축기로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스 일부가 제2팽창변의 후단으로 공급되도록 하는 제4바이패스관; 상기 제4바이패스관에 설치되어 제4바이패스관의 유로를 제어하면서 바이패스되는 냉매가스의 유량을 제어하는 제2용량조절밸브;를 더 포함하며, 상기 제어기에는 검출된 급기온도가 미리 설정된 용량조절밸브 운전온도값 보다 낮은 경우 제1용량조절밸브 및 제2용량조절밸브를 개방하여 고온고압의 냉매가스를 제1,2팽창변의 후단으로 공급함으로써 급기온도를 증가시키는 기능이 더 구비될 수 있다.In the hybrid outdoor air cooling system using the natural energy, a third bypass pipe for supplying a portion of the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the first compressor to the rear end of the first expansion valve; A first displacement regulating valve installed in the third bypass pipe to control a flow rate of the refrigerant gas bypassed while controlling a flow path of the third bypass pipe; A fourth bypass pipe configured to supply a portion of the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the second compressor to the rear end of the second expansion side; And a second capacity control valve installed in the fourth bypass pipe to control a flow rate of the refrigerant gas being bypassed while controlling the flow path of the fourth bypass pipe. The controller further includes a preset air supply temperature detected by the controller. When the capacity control valve is lower than the operating temperature value, the first capacity control valve and the second capacity control valve may be opened to supply coolant gas having a high temperature and high pressure to the rear end of the first and second expansion valves to increase the air supply temperature. have.

또한 본 발명은 상기 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템을 제어함에 있어서, 급기온도 설정값, 환기온도 설정값, 냉각수온도 상한값, 냉각수온도 하한값, 용량조절밸브 운전온도값을 설정하는 단계(S10); 급기온도센서에서 검출된 급기온도와 급기온도 설정값을 비교하여 검출된 급기온도가 급기온도 설정값 보다 작은지 판단하는 단계(S20); 급기온도가 급기온도 설정값 보다 작으면, 제1바이패스관이 100% 개방되도록 제1제어밸브를 제어하고, 제1,2냉동시스템을 정지시켜 송풍운전을 실시하는 단계(S30); 상기 급기온도가 급기온도 설정값 보다 작지 않으면, 냉각수온도센서에서 검출된 냉각수온도와 상기 냉각수온도 상한값을 비교하여 냉각수온도가 상한값 보다 큰지 판단하는 단계(S40); 상기 S40 단계의 판단 결과 냉각수온도가 상한값 보다 크면, 제1바이패스관이 100% 개방되도록 제1제어밸브를 제어하고, 제1,2냉동시스템의 가동을 통해 급기를 냉각하는 일반 냉방운전을 실시하는 단계(S50); 상기 S40 단계의 판단 결과 냉각수온도가 상한값 보다 크지 않으면, 냉각수온도가 상기 냉각수온도 하한값 보다 큰지 판단하는 단계(S60); 상기 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 하한값 보다 크면, 제1바이패스관이 100% 폐쇄되도록 제1제어밸브를 제어하여 냉각탑으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수코일을 지나면서 급기를 냉각하도록 하고, 이와 함께 제1,2냉동시스템의 가동을 통해 급기를 냉각하는 복합 냉방운전을 실시하는 단계(S70); 및 상기 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 하한값 보다 크지 않으면, 급기온도에 따라 제1바이패스관이 부분적으로 폐쇄되도록 제1제어밸브를 제어하여 냉각탑으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수코일을 지나면서 급기를 냉각하도록 하고, 제1,2냉동시스템을 정지시켜 자연냉방운전을 실시하는 단계(S80);로 이루어진 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is to control the hybrid outside air cooling system using the natural energy, setting the air supply temperature set value, the ventilation temperature set value, the coolant temperature upper limit value, the coolant temperature lower limit value, the capacity control valve operating temperature value (S10); Comparing the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor with the air supply temperature setting value and determining whether the detected air supply temperature is smaller than the air supply temperature setting value (S20); If the air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value, controlling the first control valve to open the first bypass pipe 100%, stopping the first and second refrigeration systems, and performing a blowing operation (S30); If the air supply temperature is not smaller than the air supply temperature set value, comparing the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor with the upper limit of the coolant temperature to determine whether the coolant temperature is greater than the upper limit (S40); As a result of the determination in step S40, if the coolant temperature is greater than the upper limit value, the first control valve is controlled to open 100% of the first bypass pipe, and the general cooling operation is performed to cool the air supply by operating the first and second refrigeration systems. Step (S50); Determining whether the coolant temperature is greater than the coolant temperature lower limit if the coolant temperature is not greater than the upper limit (S60); If the coolant temperature is greater than the lower limit as a result of the determination in step S60, the first control valve is controlled to close the first bypass pipe 100% so that the coolant supplied from the cooling tower cools the air supply while passing through the coolant coil. Performing a combined cooling operation for cooling the air supply through the operation of the first and second refrigeration systems (S70); And if the coolant temperature is not greater than the lower limit as a result of the determination at step S60, by controlling the first control valve to partially close the first bypass pipe according to the air supply temperature, the coolant supplied from the cooling tower passes through the coolant coil to cool the air supply. And a step of performing a natural cooling operation by stopping the first and second refrigeration systems (S80). It provides a control method of a hybrid outside air cooling system using natural energy.

한편 상기 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법에 있어서, 상기 S50 단계 및 S70 단계는, 환기온도센서에서 검출되는 환기온도가 환기온도 설정값 보다 큰지 판단하는 단계(S91); 상기 S91 단계의 판단 결과, 환기온도가 환기온도 설정값 보다 크면, 제1압축기의 작동을 통한 제1냉동시스템의 가동을 통해 급기를 냉각하는 단계(S92); 상기 S92 단계 후, 급기온도센서에서 검출되는 급기온도가 급기온도 설정값 보다 큰지 판단하는 단계(S93); 상기 S93 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값 보다 크면, 제2압축기의 작동을 통해 제2냉동시스템을 추가적으로 가동시킨 후, 상기 S93 단계로부터 다시 반복하는 단계(S94); 및 상기 S93 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값 보다 작으면, 상기 S91 단계로부터 다시 반복하는 단계(S95);를 통해 제1,2냉동시스템을 순차적으로 가동시킬 수 있다.Meanwhile, in the control method of the hybrid outside air cooling system using the natural energy, steps S50 and S70 may include determining whether a ventilation temperature detected by the ventilation temperature sensor is greater than a ventilation temperature set value (S91); As a result of the determination in step S91, when the ventilation temperature is greater than the ventilation temperature set value, cooling the air supply by operating the first refrigeration system through operation of the first compressor (S92); After the step S92, determining whether the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor is greater than the air supply temperature set value (S93); As a result of the determination in step S93, if the air supply temperature is greater than the air supply temperature set value, additionally starting the second refrigeration system through the operation of the second compressor, and repeating the process again from the step S93 (S94); And when the air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value as a result of the determination in step S93, repeating the process from step S91 again (S95). The first and second refrigeration systems may be sequentially operated.

한편 상기 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법에 있어서, 상기 제1냉동시스템의 가동을 위한 제1압축기의 작동 중, 급기온도센서에서 검출되는 급기온도와 용량조절밸브 운전온도값을 비교하여 급기온도가 용량조절밸브 운전온도값 보다 작으면 제1용량조절밸브의 개방을 통해 제1압축기로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스를 제1팽창변의 후단으로 공급하여 급기의 온도를 증가시키는 단계(S101); 및 상기 제2냉동시스템의 가동을 위한 제2압축기의 작동 중, 급기온도센서에서 검출되는 급기온도와 용량조절밸브 운전온도값을 비교하여 급기온도가 용량조절밸브 운전온도값 보다 작으면 제2용량조절밸브의 개방을 통해 제2압축기로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스를 제2팽창변의 후단으로 공급하여 급기의 온도를 증가시키는 단계(S102);가 더 포함될 수 있다.On the other hand, in the control method of the hybrid outside air cooling system using the natural energy, during operation of the first compressor for the operation of the first refrigeration system, the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor and the capacity control valve operating temperature value If the air supply temperature is less than the capacity control valve operating temperature value step of supplying a high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the first compressor through the opening of the first capacity control valve to the rear end of the first expansion valve to increase the temperature of the air supply (S101) ); And comparing the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor with the capacity control valve operating temperature value during operation of the second compressor for operating the second refrigeration system, and if the air supply temperature is smaller than the capacity control valve operating temperature value, the second capacity. Supplying a high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the second compressor through the opening of the control valve to the rear end of the second expansion valve to increase the temperature of the air supply (S102); may be further included.

한편 상기 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법에 있어서, 상기 S80 단계를 통해 자연 냉방운전을 실시하는 과정에서 냉각수 순환배관을 통해 유동하는 냉각수가 항상 제1,2응축기를 경유하도록 하여 제1냉동시스템 또는 제2냉동시스템의 가동 시 냉매의 응축환경이 빠르게 조성되게 함으로써 제1,2냉동시스템의 정상운전 도달시간을 단축시킬 수 있다.Meanwhile, in the control method of the hybrid outside air cooling system using the natural energy, the cooling water flowing through the cooling water circulation pipe is always passed through the first and second condensers during the natural cooling operation through the step S80. When the refrigeration system or the second refrigeration system is operated, the condensation environment of the refrigerant is rapidly generated, thereby shortening the arrival time of normal operation of the first and second refrigeration systems.

한편 상기 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법에 있어서, 상기 S70 단계에 따른 복합 냉방운전 시, 제1응축기 또는 제2응축기의 응축압력에 따라 제2바이패스관이 부분적으로 폐쇄되도록 제2제어밸브를 제어하여 제1,2응축기로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 단계(S111);가 더 포함될 수 있다.Meanwhile, in the control method of the hybrid outside air cooling system using the natural energy, the second bypass pipe is partially closed according to the condensation pressure of the first condenser or the second condenser during the complex cooling operation according to the step S70. Controlling the control valve to adjust the flow rate of the cooling water supplied to the first and second condensers (S111); may be further included.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 외기의 온도가 낮은 환절기나 동절기 외기를 냉각열원으로 이용함으로써 전산센터의 냉방에 요구되는 에너지 절감이 가능한 효과가 있다.According to the present invention having the characteristics as described above, by using the outdoor air season or the cold outside air temperature of the outside air as the cooling heat source, it is possible to reduce the energy required for cooling the computer center.

또한, 일반 냉방운전이나 복합 냉방운전 시 선행하여 급기를 냉각하는 제1냉동시스템의 제1압축기는 환기온도를 기준으로 제어되고, 후행하여 작동하는 제2냉동시스템의 제2압축기는 급기온도를 기준으로 제어되도록 이루어지며, 냉방부하의 변동이 큰 전산센터의 가동 초기에 제1압축기가 환기온도를 기준으로 제어되면서 전산센터의 냉방을 실시하게 되므로, 압축기의 발정운전으로 인한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the first compressor of the first refrigeration system that cools the air supply in advance during the normal cooling operation or the combined cooling operation is controlled based on the ventilation temperature, and the second compressor of the second refrigeration system that operates later is based on the air supply temperature. The first compressor is controlled based on the ventilation temperature at the beginning of the operation of the computer center where the variation of the cooling load is large, thereby cooling the computer center and thus preventing damage due to the estrus operation of the compressor. It works.

또한, 냉방시스템이 외기를 이용한 자연 냉방운전 시스템으로 작동하는 과정에서 냉동시스템을 이용한 일반 냉방운전 시스템 또는 복합 냉방운전 시스템으로 전환 시 냉동시스템의 정상운전 도달시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, when the cooling system is operated as a natural cooling operation system using the outdoor air, switching to a general cooling operation system or a complex cooling operation system using a refrigerating system has an effect of shortening the arrival time of the normal operation of the refrigeration system.

또한, 응축기 냉매압력에 따라 제어하는 방식을 적용하여 외기의 온도변화가 큰 환절기에 냉동시스템의 응축기로 너무 낮은 온도의 냉각수가 공급됨에 따른 압축기의 이상운전을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by applying a control method according to the condenser refrigerant pressure there is an effect that can prevent the abnormal operation of the compressor due to the supply of the coolant of too low temperature to the condenser of the refrigeration system in the change of temperature of the outside air.

또한, 급기온도가 설정온도 이하로 내려갈 경우, 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매를 증발기 측으로 공급하여 급기온도가 설정온도 이하로 내려가는 것을 방지하는 방식으로 급기온도를 일정한 수준으로 유지시킬 수 있으며, 이를 통해 급기온도의 급격한 저하를 방지하여 전산센터의 서버에 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the air supply temperature is lower than the set temperature, by supplying a high-temperature high-pressure refrigerant discharged from the compressor to the evaporator side to prevent the air supply temperature is lowered below the set temperature it can be maintained at a constant level. By preventing a sudden drop in the air supply temperature has the effect of preventing condensation on the server of the computer center.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 구조도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법에 대한 순서도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 하절기 작동상태를 보인 구조도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 환절기 작동상태를 보인 구조도,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 동절기 작동상태를 보인 구조도.
1 is a structural diagram of a hybrid outside air cooling system according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a flowchart illustrating a control method of a hybrid outside air cooling system according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 3 is a structural diagram showing the summer operating state of the hybrid outside air cooling system according to a preferred embodiment of the present invention,
Figure 4 is a structural diagram showing the operating state of the season change of the hybrid outside air cooling system according to a preferred embodiment of the present invention,
Figure 5 is a structural diagram showing a winter operating state of the hybrid outside air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 구조도를 도시하고 있다.1 is a structural diagram of a hybrid outside air cooling system according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템은 외기를 이용한 급기의 냉각이 가능한 상황인 경우, 외기를 냉각열원으로 이용하여 급기의 냉각에 요구되는 에너지를 절감할 수 있도록 하며, 2개의 냉동시스템을 포함하되, 어느 한 냉동시스템은 전산센터의 가동 초기 냉방부하가 저부하일 때 환기온도를 기준으로 제어되면서 냉방을 실시하도록 이루어지고, 나머지 한 냉동시스템은 전산센터의 안정화가 어느 정도 이루어진 후 급기온도를 기준으로 제어되면서 냉방을 실시하도록 이루어져 냉동시스템에 구비된 압축기의 발정운전을 방지할 수 있도록 한 특징을 갖고 있다.The hybrid outdoor air cooling system using natural energy according to the present invention can reduce the energy required for cooling the air supply by using outdoor air as a cooling heat source when cooling of the air supply using outdoor air is possible, and two refrigeration systems Including, but one of the refrigeration system is to control the cooling temperature based on the ventilation temperature when the initial cooling load of the computer center operating at low load, the other refrigeration system is the air supply temperature after the stabilization of the computerization center to some extent Controlled by the reference to perform the cooling has a feature to prevent the estrous operation of the compressor provided in the refrigeration system.

참고로, 전산센터의 부하특성은 준공 후 초기에는 서버설치가 약 20% 내외로 유지되다가 일정기간 후 전산센터가 안정화되면 약 90% 내외정도의 서버가 설치되어 상시 운영된다. 또한 전산센터는 건물 내측에 설치되고, 외기 및 태양빛의 유입이 없으므로 공조시스템의 냉방부하는 설치된 서버용량이 대부분이고, 서버 설치에 따라 초기 저부하 운전에 대한 운전대책이 필요하며, 서버설치가 완료되면 냉방부하의 변동이 없다는 특성이 있다.For reference, the load characteristics of the computer center are maintained around 20% at the initial stage after completion, and about 90% of the servers are installed and operated when the computer center is stabilized after a certain period. In addition, since the computer center is installed inside the building and there is no inflow of outside air and sunlight, the cooling load of the air conditioning system is mostly installed server capacity, and the operation measures for initial low load operation are necessary according to the server installation. When completed, there is a characteristic that there is no change in cooling load.

위와 같은 전산센터의 특성을 고려하여 본 발명은 저부하 운전시에도 급기온도를 일정하게 유지하고, 압축기 발정운전을 방지하기 위해 전산센터의 초기 가동 시 2개의 냉동시스템 중 어느 한 냉동시스템이 환기온도를 기준으로 하여 제어되게 함으로써 압축기의 잦은 온오프를 방지할 수 있도록 한 것이다.In consideration of the characteristics of the computer center as described above, the present invention maintains a constant air supply temperature even during low load operation, and the refrigeration temperature of any one of two refrigeration systems at the initial operation of the computer center to prevent the compressor estrus operation. It is to be controlled based on the to prevent frequent on-off of the compressor.

한편, 2개의 냉동시스템은 전산센터의 실내부하를 100%로 가정할 때, 실내부하가 50% 미만에서는 환기온도를 기준으로 하여 제어되는 압축기가 가동하여 냉방을 실시하고, 실내부하가 50% 이상이 되면 나머지 한 냉동시스템의 압축기가 급기온도를 기준으로 하여 제어되면서 가동하도록 이루어진다.On the other hand, the two refrigeration systems assume that the indoor load of the computer center is 100%, and if the indoor load is less than 50%, the compressor controlled based on the ventilation temperature is operated to cool and the indoor load is 50% or more. In this case, the compressor of the other refrigeration system is operated while being controlled based on the air supply temperature.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템은 증발기(110), 제1냉동시스템(120), 제2냉동시스템(130), 냉각탑(140), 냉각수코일(150), 냉각수 순환배관(160), 제1바이패스관(170), 제1제어밸브(180), 급기온도센서(190), 환기온도센서(200), 냉각수온도센서(210), 제어기(220)를 포함하는 것으로 이루어진다.Such a hybrid outdoor air cooling system according to the present invention is the evaporator 110, the first refrigeration system 120, the second refrigeration system 130, the cooling tower 140, the cooling water coil 150, the cooling water circulation pipe 160, It comprises a first bypass pipe 170, the first control valve 180, the air supply temperature sensor 190, the ventilation temperature sensor 200, the coolant temperature sensor 210, the controller 220.

상기 증발기(110)는 전산센터(S)로 공급되는 급기와 냉매의 열교환을 통해 급기의 냉각을 유도하도록 구성된다.The evaporator 110 is configured to induce cooling of the air supply through heat exchange between the air supply and the refrigerant supplied to the computer center (S).

이러한 증발기(110)에는 제1냉동시스템(120)으로부터 공급되는 냉매가 순환되는 제1코일(111) 및 제2냉동시스템(130)으로부터 공급되는 냉매가 순환되는 제2코일(112)이 구비된다.The evaporator 110 is provided with a first coil 111 through which the refrigerant supplied from the first refrigeration system 120 is circulated and a second coil 112 through which the refrigerant supplied from the second refrigeration system 130 is circulated. .

상기 제1냉동시스템(120)은 상기 제1코일(111)을 지나면서 증발된 냉매를 압축하는 제1압축기(121)와, 상기 제1압축기(121)에서 압축된 냉매를 응축하는 제1응축기(122)와, 상기 제1응축기(122)에서 응축된 냉매의 압력을 낮추는 제1팽창변(123)과, 상기 증발기(110)로 구성된다.The first refrigeration system 120 includes a first compressor 121 for compressing the refrigerant evaporated while passing through the first coil 111, and a first condenser for condensing the refrigerant compressed by the first compressor 121. And a first expansion side 123 for lowering the pressure of the refrigerant condensed in the first condenser 122 and the evaporator 110.

상기 제2냉동시스템(130)은 상기 제2코일(112)을 지나면서 증발되는 냉매를 압축하는 제2압축기(131)와, 상기 제2압축기(131)에서 압축된 냉매를 응축하는 제2응축기(132)와, 상기 제2응축기(132)에서 응축된 냉매의 압력을 낮추는 제2팽창변(133)과, 상기 증발기(110)로 구성된다.The second refrigeration system 130 includes a second compressor 131 for compressing a refrigerant evaporated while passing through the second coil 112, and a second condenser for condensing the refrigerant compressed by the second compressor 131. 132, a second expansion side 133 for lowering the pressure of the refrigerant condensed in the second condenser 132, and the evaporator 110.

결국, 상기 제1냉동시스템(120)과 제2냉동시스템(130)은 하나의 증발기(110)를 공유하되, 독립적으로 냉매를 공급하도록 이루어진다.As a result, the first refrigeration system 120 and the second refrigeration system 130 share one evaporator 110, but are configured to independently supply a refrigerant.

상기 냉각탑(140)은 제1응축기(122) 및 제2응축기(132)와 연결되어 제1응축기(122) 및 제2응축기(132)로 냉각수를 공급하도록 구성된다.The cooling tower 140 is connected to the first condenser 122 and the second condenser 132 and is configured to supply cooling water to the first condenser 122 and the second condenser 132.

상기 냉각수코일(150)은 외기에 의해 냉각된 냉각수를 이용하여 급기를 냉각하는 것으로, 상기 증발기(110) 보다 먼저 급기와 마주하도록 증발기(110)의 앞쪽에 배치되며, 냉각탑(140)으로부터 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 냉각수가 경유하면서 급기와 열교환을 하도록 구성된다.The cooling water coil 150 cools the air supply by using the cooling water cooled by the outside air, and is disposed in front of the evaporator 110 so as to face the air supply before the evaporator 110, and from the cooling tower 140. The cooling water supplied to the two condensers 122 and 132 is configured to exchange heat with the supply air.

상기 냉각수 순환배관(160)은 냉각탑(140)과 냉각수코일(150) 및 제1,2응축기(122,132)를 연결하도록 설치되어 냉각탑(140)으로부터 배출되는 냉각수가 냉각수코일(150)과 제1,2응축기(122,132)를 지나 냉각탑(140)으로 반환되도록 구성된다.The cooling water circulation pipe 160 is installed to connect the cooling tower 140, the cooling water coil 150, and the first and second condensers 122 and 132 so that the cooling water discharged from the cooling tower 140 is the cooling water coil 150 and the first, It is configured to return to the cooling tower 140 through the two condensers (122,132).

상기 제1바이패스관(170)은 냉각탑(140)으로부터 배출되는 냉각수가 냉각수코일(150)을 우회하여 냉각수코일(150)을 거치지 않고 유동할 수 있도록 하는 배관으로, 냉각수코일(150)의 전단에서 냉각수 순환배관(160)으로부터 분기되어 냉각수코일(150)의 후단에서 다시 냉각수 순환배관(160)에 연결되는 구조를 갖도록 설치된다.The first bypass pipe 170 is a pipe that allows the cooling water discharged from the cooling tower 140 to flow through the cooling water coil 150 without passing through the cooling water coil 150, and the front end of the cooling water coil 150. Is branched from the cooling water circulation pipe 160 in the rear end of the cooling water coil 150 is installed to have a structure that is connected to the cooling water circulation pipe 160 again.

상기 제1제어밸브(180)는 냉각탑(140)으로부터 배출되는 냉각수가 냉각수코일(150)을 선택적으로 경유할 수 있도록 유로를 제어하는 것으로, 제1바이패스관(170)과 냉각수 순환배관(160)의 연결지점에 설치된다.The first control valve 180 controls the flow path so that the cooling water discharged from the cooling tower 140 can selectively pass through the cooling water coil 150, and the first bypass pipe 170 and the cooling water circulation pipe 160 It is installed at the connection point of).

이러한 제1제어밸브(180)는 제어기(220)에서 발생되는 제어신호에 대응하여 제1바이패스관(170)의 유로를 100% 개방하거나, 또는 제1바이패스관(170)의 유로를 100% 폐쇄하거나, 또는 제1바이패스관(170)의 유로를 급기온도에 비례하여 부분적으로 폐쇄하여 냉각수를 냉각수코일(150)과 제1바이패스관(170)으로 소정 비율로 분배하도록 구성된다.The first control valve 180 opens 100% of the flow path of the first bypass pipe 170 or opens the flow path of the first bypass pipe 170 in response to the control signal generated by the controller 220. The cooling water is distributed to the cooling water coil 150 and the first bypass pipe 170 at a predetermined ratio by closing the% or partially closing the flow path of the first bypass pipe 170 in proportion to the air supply temperature.

상기 급기온도센서(190)는 증발기(110)를 지나 전산센터(S)로 공급되는 급기의 온도를 검출하도록 구성된다.The air supply temperature sensor 190 is configured to detect the temperature of the air supply is passed through the evaporator 110 to the computer center (S).

상기 환기온도센서(200)는 전산센터(S)로부터 배출되는 환기의 온도를 검출하도록 구성된다.The ventilation temperature sensor 200 is configured to detect the temperature of the ventilation discharged from the computer center (S).

상기 냉각수온도센서(210)는 냉각탑(140)으로부터 나오는 냉각수의 온도를 검출하도록 냉각수 순환배관(160)에 설치된다.The cooling water temperature sensor 210 is installed in the cooling water circulation pipe 160 to detect the temperature of the cooling water from the cooling tower 140.

상기 제어기(220)는 본 발명에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템을 미리 입력된 프로그램에 따라 제어하는 것이다.The controller 220 controls the hybrid outside air cooling system according to the present invention according to a pre-input program.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어기(220)는 급기온도센서(190)에서 검출되는 급기온도와 미리 설정된 급기온도 설정값의 비교하는 기능, 냉각수온도센서(210)에서 검출되는 냉각수온도와 미리 설정된 냉각수온도 상한값 및 하한값을 비교하는 기능, 상기 비교결과에 따라 제1제어밸브(180)를 제어하는 기능, 환기온도센서(200)에서 검출되는 환기온도가 미리 설정된 환기온도 설정값 이상이면 제1압축기(121)를 가동시키는 기능과, 제1압축기(121)의 가동 후 급기온도와 급기온도 설정값의 비교를 통해 급기온도가 급기온도 설정값 보다 높은 경우 제2압축기(131)를 추가적으로 가동시키는 기능을 갖는다.Meanwhile, the controller 220 according to a preferred embodiment of the present invention has a function of comparing the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 with a preset air supply temperature set value, and the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 210. A function of comparing a preset coolant temperature upper limit value and a lower limit value; controlling the first control valve 180 according to the comparison result; and, if the ventilation temperature detected by the ventilation temperature sensor 200 is equal to or greater than a preset ventilation temperature set value. The second compressor 131 is additionally operated when the air supply temperature is higher than the air supply temperature setting value through the function of operating the first compressor 121 and comparing the air supply temperature and the air supply temperature setting value after the operation of the first compressor 121. It has a function to make.

즉, 상기 제어기(220)는 급기온도센서(190)와 환기온도센서(200) 및 냉각수온도센서(210)에서 검출되는 온도값을 전달받아 저장하고, 관리자나 사용자로부터 급기온도 설정값과 환기온도 설정값 및 냉각수온도 설정값을 입력받아 저장하며, 검출된 온도값과 설정값의 비교를 통해 상황에 맞는 냉방이 이루어질 수 있도록 관련장비를 제어하게 된다.That is, the controller 220 receives and stores the temperature values detected by the air supply temperature sensor 190, the ventilation temperature sensor 200, and the coolant temperature sensor 210, and sets the air supply temperature set value and the ventilation temperature from an administrator or a user. The set value and the coolant temperature set value are received and stored, and the related equipment is controlled to achieve cooling according to the situation by comparing the detected temperature value with the set value.

상기와 같이 구성된 하이브리드 외기 냉방시스템에 있어서, 냉각수의 온도가 너무 낮은 경우에도 제1,2응축기(122,132) 및 제1,2압축기(121,131)가 정상적으로 기능할 수 있도록 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 응축수의 유량을 조절하는 제2바이패스관(230) 및 제2제어밸브(240)가 더 포함될 수 있다.In the hybrid outside air cooling system configured as described above, the first and second condensers 122 and 132 and the first and second compressors 121 and 131 can function normally even when the temperature of the cooling water is too low. The second bypass pipe 230 and the second control valve 240 for adjusting the flow rate of the condensate supplied to may be further included.

상기 제2바이패스관(230)은 냉각수 순환배관(160)을 구성하는 냉각수 공급라인(161)과 냉각수 반환라인(162)을 서로 연결하도록 구성되며, 이러한 제2바이패스관(230)은 냉각탑(140)과 제1,2응축기(122,132)의 사이구간에서 냉각수 공급라인(161)과 냉각수 반환라인(162)을 연결하도록 구성된다.The second bypass pipe 230 is configured to connect the coolant supply line 161 and the coolant return line 162 constituting the coolant circulation pipe 160 to each other, and the second bypass pipe 230 is a cooling tower. It is configured to connect the coolant supply line 161 and the coolant return line 162 in the section between the 140 and the first and second condensers 122 and 132.

상기 제2제어밸브(240)는 제2바이패스관(230)과 냉각수 반환라인(162)의 연결지점에 설치되며, 제어기(220)에서 발생되는 신호에 대응하는 유로를 제어하도록 구성된다.The second control valve 240 is installed at a connection point between the second bypass pipe 230 and the coolant return line 162 and is configured to control a flow path corresponding to a signal generated from the controller 220.

보다 구체적으로, 상기 제2제어밸브(240)는 제어기(220)에서 발생되는 제어신호에 대응하여 제2바이패스관(230)의 유로를 100% 개방하거나, 또는 제2바이패스관(230)의 유로를 100% 폐쇄하거나, 또는 제2바이패스관(230)의 유로를 부분적으로 폐쇄하여 냉각수의 일부만을 제1,2응축기(122,132)로 공급하도록 구성된다.More specifically, the second control valve 240 opens 100% of the flow path of the second bypass pipe 230 or the second bypass pipe 230 in response to a control signal generated from the controller 220. It is configured to close the flow path of 100% or partially close the flow path of the second bypass pipe 230 to supply only a part of the cooling water to the first and second condensers (122,132).

이러한 제2바이패스관(230)과 제2제어밸브(240)가 더 포함되는 경우, 상기 제어기(220)에는 제1,2응축기(122,132)의 응축압력에 대응하여 제2제어밸브(240)를 제어함으로써 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 기능이 더 포함된다.When the second bypass pipe 230 and the second control valve 240 are further included, the controller 220 corresponds to the condensation pressure of the first and second condensers 122 and 132. It further includes a function to adjust the flow rate of the cooling water supplied to the first and second condensers (122,132).

즉, 상기 제어기(220)는 제1응축기(122)와 제2응축기(132)에 설치되는 압력센서로부터 제1응축기(122)와 제2응축기(132)의 응축압력을 전달받으며, 관리자나 사용자에 의해 미리 입력된 응축압력 설정값과 검출된 응축압력을 비교하여 응축압력이 응축압력 설정값 보다 낮은 경우, 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 냉각수의 전부 또는 일부가 제2바이패스관(230)을 통해 냉각탑(140)으로 그대로 반환되도록 제2제어밸브(240)를 제어하게 된다.That is, the controller 220 receives the condensation pressure of the first condenser 122 and the second condenser 132 from the pressure sensors installed in the first condenser 122 and the second condenser 132, and is a manager or a user. When the condensation pressure is lower than the condensation pressure setting value by comparing the condensing pressure setting value previously input by the detected condensing pressure setting value, all or part of the cooling water supplied to the first and second condensers 122 and 132 is the second bypass tube The second control valve 240 is controlled to be returned to the cooling tower 140 as it is through the 230.

참고로, 응축기로 공급되는 냉각수의 온도가 낮을수록 냉매의 원활한 응축을 유도할 수 있지만, 냉각수의 온도가 일정수준 이하가 되면, 응축압력이 저하하고 냉매 압축기의 특성상 냉매 증발압력의 이상 저하로 온도조절이 어렵게 되며 결국 압축기의 고장으로 발전할 수도 있으나, 상기와 같은 제2바이패스관(230)과 제2제어밸브(240)를 이용하여 너무 낮은 온도의 냉각수가 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 것을 적절하게 조절함으로써 저온의 냉각수로 인한 압축기의 고장을 방지할 수 있게 된다.For reference, the lower the temperature of the cooling water supplied to the condenser, the smoother the condensation of the refrigerant can be induced. However, if the temperature of the cooling water is below a certain level, the condensation pressure is lowered and the temperature of the refrigerant evaporation pressure is lowered due to the characteristic of the refrigerant compressor. It may be difficult to adjust and eventually develop into a failure of the compressor, but the coolant having a temperature that is too low by using the second bypass pipe 230 and the second control valve 240 as described above may be the first and second condensers 122 and 132. By appropriately controlling the supply to the low temperature it is possible to prevent the failure of the compressor due to the coolant.

또한, 상기 제어기(220)는 냉각수를 이용한 급기의 냉각을 통해 100% 자연 냉방운전이 가능한 동절기에 냉각수코일(150)을 경유한 냉각수의 전부가 제1,2응축기(122,132)로 공급되도록 하여 제1,2응축기(122,132)가 낮은 온도상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 제1,2냉동시스템(120,130)의 가동 시 냉동사이클의 정상운전 도달시간을 단축하도록 하는 기능이 더 포함될 수 있다.In addition, the controller 220 allows all of the cooling water via the cooling water coil 150 to be supplied to the first and second condensers 122 and 132 during the winter season in which 100% natural cooling operation is possible through cooling of the air supply using the cooling water. By allowing the first and second refrigeration systems 120 and 130 to maintain the low temperature state, the first and second refrigeration systems 120 and 130 may further include a function to shorten the normal operation arrival time of the refrigeration cycle.

한편, 급기온도의 안정화를 위한 제3바이패스관(250)과 제1용량조절밸브(260)와 제4바이패스관(270)과 제2용량조절밸브(280)가 더 포함될 수 있다.Meanwhile, the third bypass pipe 250, the first capacity control valve 260, the fourth bypass pipe 270, and the second capacity control valve 280 may be further included to stabilize the air supply temperature.

상기 제3바이패스관(250)은 제1압축기(121)로부터 토출되는 냉매가스의 일부가 제1응축기(122) 및 제1팽창변(123)을 우회하여 제1팽창변(123)의 후단으로 공급되게 하는 유로를 형성하도록 구성된다.The third bypass pipe 250 supplies a portion of the refrigerant gas discharged from the first compressor 121 to the rear end of the first expansion side 123 by bypassing the first condenser 122 and the first expansion side 123. And to form a flow path that causes it to flow.

상기 제1용량조절밸브(260)는 제3바이패스관(250)에 설치되어 제3바이패스관(250)의 유로를 제어하도록 구성된다.The first displacement control valve 260 is installed in the third bypass pipe 250 and configured to control the flow path of the third bypass pipe 250.

상기 제4바이패스관(270)은 제2압축기(131)로부터 토출되는 냉매가스의 일부가 제2응축기(132) 및 제2팽창변(133)을 우회하여 제2팽창변(133)의 후단으로 공급되게 하는 유로를 형성하도록 구성된다.The fourth bypass pipe 270 supplies a portion of the refrigerant gas discharged from the second compressor 131 to the rear end of the second expansion side 133 by bypassing the second condenser 132 and the second expansion side 133. And to form a flow path that causes it to flow.

상기 제2용량조절밸브(280)는 제4바이패스관(270)에 설치되어 제4바이패스관(270)의 유로를 제어하도록 구성된다.The second displacement control valve 280 is installed in the fourth bypass pipe 270 and configured to control the flow path of the fourth bypass pipe 270.

이러한 제3,4바이패스관(250,270)과 제1,2용량조절밸브(260,280)가 더 포함되는 경우, 상기 제어기(220)에는 검출된 급기온도가 용량조절밸브 운전온도값(TC) 보다 낮은 경우 제1용량조절밸브(260) 및 제2용량조절밸브(280)를 개방하여 고온고압의 냉매가스를 제1,2팽창변(123,133)의 후단으로 공급함으로써 급기온도를 증가시키는 기능이 더 포함된다.When the third and fourth bypass pipes 250 and 270 and the first and second capacity control valves 260 and 280 are further included, the controller 220 detects that the detected air supply temperature is lower than the capacity control valve operating temperature value TC. In this case, the first capacity control valve 260 and the second capacity control valve 280 are opened to supply a high-temperature, high-pressure refrigerant gas to the rear ends of the first and second expansion valves 123 and 133 to further increase the air supply temperature. .

한편, 도면 중 미설명부호 290은 펌프, 300은 송풍기, 310은 필터 드라이어, 320은 사이트글라스, 330은 냉매액 전자밸브, 340은 냉매가스 전자밸브, 350은 석션 스트레이너이다.In the drawings, reference numeral 290 denotes a pump, 300 a blower, 310 a filter drier, 320 a sight glass, 330 a refrigerant liquid solenoid valve, 340 a refrigerant gas solenoid valve, and 350 a suction strainer.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법에 대한 순서도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 하절기 작동상태를 보인 구조도를, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 환절기 작동상태를 보인 구조도를, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템의 동절기 작동상태를 보인 구조도를 도시하고 있다.Figure 2 is a flow chart for a control method of a hybrid outside air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a structural diagram showing the summer operating state of the hybrid outside air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 5 is a structural diagram showing the operating state of the hybrid outdoor air conditioning system according to the preferred embodiment of the present invention, Figure 5 shows a structural diagram showing the operating state of the hybrid outdoor air conditioning system according to the preferred embodiment of the present invention.

상기와 같이 구성된 하이브리드 외기 냉방시스템에 의해 구현되는 본 발명에 따른 제어방법은 급기온도 설정값(TA1), 환기온도 설정값(TA2), 냉각수온도 상한값(TW1), 냉각수온도 하한값(TW2), 용량조절밸브 운전온도값(TC)을 설정하는 단계(S10); 급기온도센서(190)에서 검출된 급기온도와 급기온도 설정값(TA1)을 비교하여 검출된 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작은지 판단하는 단계(S20); 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작으면, 제1바이패스관(170)이 100% 개방되도록 제1제어밸브(180)를 제어하고, 제1,2냉동시스템(120,130)을 정지시켜 송풍운전을 실시하는 단계(S30); 상기 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작지 않으면, 냉각수온도센서(210)에서 검출된 냉각수온도와 상기 냉각수온도 상한값(TW1)을 비교하여 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 큰지 판단하는 단계(S40); 상기 S40 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 크면, 제1바이패스관(170)이 100% 개방되도록 제1제어밸브(180)를 제어하고, 제1,2냉동시스템(120,130)의 가동을 통해 급기를 냉각하는 일반 냉방운전을 실시하는 단계(S50); 상기 S40 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 크지 않으면, 냉각수온도가 상기 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 큰지 판단하는 단계(S60); 상기 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 크면, 제1바이패스관(170)이 100% 폐쇄되도록 제1제어밸브(180)를 제어하여 냉각탑(140)으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수코일(150)을 지나면서 급기를 냉각하도록 하고, 이와 함께 제1,2냉동시스템(120,130)의 가동을 통해 급기를 냉각하는 복합 냉방운전을 실시하는 단계(S70); 및 상기 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 크지 않으면, 급기온도에 따라 제1바이패스관(170)이 부분적으로 폐쇄되도록 제1제어밸브(180)를 제어하여 냉각탑(140)으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수코일(150)을 지나면서 급기를 냉각하도록 하고, 제1,2냉동시스템(120,130)을 정지시켜 자연냉방운전을 실시하는 단계(S80);로 이루어진다.The control method according to the present invention implemented by the hybrid outside air cooling system configured as described above is the air supply temperature set value (TA1), ventilation temperature set value (TA2), coolant temperature upper limit value (TW1), coolant temperature lower limit value (TW2), capacity Setting a control valve operating temperature value TC (S10); Comparing the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 with the air supply temperature set value TA1 to determine whether the detected air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1 (S20); When the air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1, the first control valve 180 is controlled to open the first bypass pipe 170 at 100%, and the first and second refrigeration systems 120 and 130 are stopped. Performing a blowing operation (S30); When the air supply temperature is not smaller than the air supply temperature set value TA1, the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 210 and the coolant temperature upper limit value TW1 are compared to determine whether the coolant temperature is greater than the coolant temperature upper limit value TW1. Step S40; When the coolant temperature is greater than the coolant temperature upper limit value TW1 as a result of the determination in step S40, the first control valve 180 is controlled to open the first bypass pipe 170 at 100%, and the first and second refrigeration systems 120 and 130 are used. Performing a general cooling operation for cooling the air supply through the operation of the step (S50); Determining whether the coolant temperature is greater than the coolant temperature lower limit value TW2 when the coolant temperature is not greater than the coolant temperature upper limit value TW1 (S60); If the coolant temperature is greater than the coolant temperature lower limit value TW2 as a result of the determination in step S60, the coolant supplied from the cooling tower 140 is controlled by controlling the first control valve 180 to close the first bypass pipe 170 at 100%. Cooling the air supply while passing through the cooling water coil 150, and performing a combined cooling operation for cooling the air supply through the operation of the first and second refrigeration systems (120, 130) (S70); And when the coolant temperature is not greater than the coolant temperature lower limit value TW2 as a result of the determination at step S60, the first control valve 180 is controlled to partially close the cooling tower 140 according to the air supply temperature. Cooling water supplied from the cooling water coil 150 through the cooling water coil 150, and stopping the first and second refrigeration system (120,130) to perform a natural cooling operation (S80).

상기 S10 단계는 관리자 또는 사용자가 급기온도 설정값(TA1), 환기온도 설정값(TA2), 냉각수온도 상한값(TW1), 냉각수온도 하한값(TW2), 용량조절밸브 운전온도값(TC), 응축압력 설정값을 제어기(220)에 입력하는 것으로 이루어지게 된다.In step S10, the manager or the user may supply the air supply temperature set value TA1, the ventilation temperature set value TA2, the coolant temperature upper limit value TW1, the coolant temperature lower limit value TW2, the capacity control valve operating temperature value TC, and the condensation pressure. The setting value is input to the controller 220.

상기 S20 단계는 제어기(220)가 급기온도센서(190)에서 검출된 급기온도와 급기온도 설정값(TA1)을 비교하여 검출된 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작은지 판단하는 것으로 이루어지게 된다.In step S20, the controller 220 compares the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 with the air supply temperature set value TA1 to determine whether the detected air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1. You lose.

상기 S30 단계는 S20 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작은 경우 실시되는 단계로써, 급기온도가 전산센터의 냉방을 위하여 요구되는 급기온도 설정값(TA1) 보다 이미 낮은 상태이므로, 외기를 이용한 자연냉방시스템 또는 냉동시스템을 이용한 냉방이 요구되는 않는다.The step S30 is performed when the air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1 as a result of the determination of step S20. The air supply temperature is already lower than the air supply temperature set value TA1 required for cooling the computer center. Therefore, cooling using the natural cooling system or the refrigeration system using the outside air is not required.

따라서, S30 단계는 제어기(220)가 제1바이패스관(170)이 100% 개방되도록 제1제어밸브(180)을 제어하여 냉각수가 냉각수코일(150)을 거치지 않고 제1바이패스관(170)을 통해 바이패스 되도록 하고, 제1,2냉동시스템(120,130)을 정지시키거나 정지상태를 유지시킴으로써, 하이브리드 외기 냉방시스템을 송풍운전 시스템으로 작동시키는 것으로 이루어지게 된다.Therefore, in step S30, the controller 220 controls the first control valve 180 to open the first bypass pipe 170 at 100%, so that the coolant does not pass through the coolant coil 150 and the first bypass pipe 170. By bypassing) and by stopping or maintaining the first and second refrigeration systems (120,130), it is made to operate the hybrid outdoor air conditioning system as a blowing operation system.

상기 S40 단계는 S20 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작지 않은 경우 실시되는 단계로써, 제어기(220)가 냉각수온도센서(210)에서 검출된 냉각수온도와 냉각수온도 상한값(TW1)을 비교하여 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 큰지 판단하는 것으로 이루어진다.The step S40 is performed when the air supply temperature is not smaller than the air supply temperature set value TA1 as a result of the determination in step S20. The controller 220 detects the coolant temperature and the coolant temperature upper limit value (the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 210). TW1) is compared to determine whether the coolant temperature is larger than the coolant temperature upper limit value TW1.

상기 S50 단계는 S40 단계의 판단 결과, 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 큰 경우 실시되는 단계로써, 제어기(220)가 제1바이패스관(170)이 100% 개방되도록 제1제어밸브(180)을 제어하여 냉각수가 냉각수코일(150)을 거치지 않고 제1바이패스관(170)을 통해 바이패스 되도록 하고, 제1,2냉동시스템(120,130)의 가동시킴으로써, 하이브리드 외기 냉방시스템을 일반 냉방운전 시스템으로 작동시키는 것으로 이루어지게 된다.The step S50 is performed when the coolant temperature is greater than the coolant temperature upper limit value TW1 as a result of the determination in step S40. The controller 220 controls the first control valve 100 to open the first bypass pipe 170 at 100%. 180 to control the cooling water to bypass through the first bypass pipe 170 without passing through the cooling water coil 150, and by operating the first and second refrigeration systems (120, 130), thereby cooling the hybrid outside air cooling system in general It is made by operating with a driving system.

이러한 S50 단계는 하절기와 같이 외기의 온도가 높은 시기에 실시되는 단계로써, 높은 온도의 냉각수를 이용한 급기의 냉각은 불가능하므로, 제1바이패스관(170)의 100% 개방을 통해 냉각수가 냉각수코일(150)을 우회하도록 하고, 제1냉동시스템(120)과 제2냉동시스템(130)을 가동하여 증발기(110)로 냉매를 공급함으로써 급기를 냉각하게 된다.The step S50 is a step performed at a time when the temperature of the outside air is high, such as in the summer, and cooling of the air supply using the high temperature cooling water is impossible, so that the cooling water coil is 100% open through the first bypass pipe 170. To bypass 150, the air supply is cooled by supplying a refrigerant to the evaporator 110 by operating the first refrigeration system 120 and the second refrigeration system 130.

상기 S60 단계는 S40 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 크지 않은 경우 실시되는 단계로써, 제어기(220)가 냉각수온도가 상기 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 큰지 판단하는 것으로 이루어지게 된다.The step S60 is performed when the coolant temperature is not greater than the coolant temperature upper limit value TW1 as a result of the determination of step S40. The controller 220 determines whether the coolant temperature is greater than the coolant temperature lower limit value TW2. .

상기 S70 단계는 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 큰 경우, 다시 말해 냉각수 온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다는 작고 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 큰 경우 실시되는 단계로써, 제어기(220)가 제1바이패스관(170)을 100% 폐쇄하여 냉각탑(140)으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수코일(150)을 지나면서 급기를 냉각하도록 제1제어밸브(180)를 제어하고, 이와 함께 제1,2냉동시스템(120,130)의 가동을 통해 급기를 냉각하도록 하여 하이브리드 외기 냉방시스템을 복합 운전 시스템으로 작동시키는 것으로 이루어지게 된다.The step S70 is a step performed when the coolant temperature is greater than the coolant temperature lower limit value TW2 as a result of the determination of step S60, that is, when the coolant temperature is smaller than the coolant temperature upper limit value TW1 and larger than the coolant temperature lower limit value TW2. The control unit 180 controls the first control valve 180 to close the first bypass pipe 170 by 100% to cool the air supply while passing the cooling water coil 150 through the cooling water coil 150. Together with the operation of the first and second refrigeration systems (120,130) to cool the air supply is made to operate the hybrid outdoor air conditioning system as a combined operation system.

이러한 S70 단계는 외기의 온도변화폭이 큰 환절기에 실시되는 단계로써, 냉각탑(140)에서 나오는 냉각수가 냉각수코일(150)을 경유하면서 급기와 열교환하도록 제1제어밸브(180)의 제어를 통해 제1바이패스관(170)을 100% 폐쇄하고, 제1,2냉동시스템(120,130)의 적절한 작동을 통해 부족한 냉방부하를 보완하는 것으로 이루어지게 된다.The step S70 is performed in a season with a large change in temperature of the outside air, and the first control valve 180 controls the first control valve 180 to exchange heat with the supply air while the coolant water from the cooling tower 140 passes through the coolant coil 150. Closing the bypass pipe 170 by 100%, and through the proper operation of the first and second refrigeration system (120,130) will be made to compensate for the insufficient cooling load.

한편, 제1바이패스관(170)을 개폐하도록 동작하는 제1제어밸브(180)는 급기의 온도에 대응하여 제1바이패스관(170)측 유로와 냉각수코일(150)측 유로의 개도율을 조절하여 냉각수코일(150)로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 방식으로 급기의 온도를 제어할 수도 있다.On the other hand, the first control valve 180 that operates to open and close the first bypass pipe 170 has an opening ratio of the flow path of the first bypass pipe 170 side and the coolant coil 150 side flow path corresponding to the temperature of the air supply. The temperature of the air supply may be controlled by adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the cooling water coil 150.

한편, 상기 S50 단계 및 S70 단계에서 이루어지는 제1,2냉동시스템(120,130)의 작동은 다음과 같은 공정을 통해 제1,2냉동시스템(120,130)이 순차적으로 가동하게 된다.On the other hand, the operation of the first and second refrigeration system (120,130) in the step S50 and S70 is the first and second refrigeration system (120,130) is sequentially operated through the following process.

보다 구체적으로, S50 단계 및 S70 단계의 실시과정에서, 환기온도센서(200)에서 검출되는 환기온도가 환기온도 설정값(TA2) 보다 큰지 판단하는 단계(S91); 상기 S91 단계의 판단 결과, 환기온도가 환기온도 설정값(TA2) 보다 크면, 제1압축기(121)의 작동을 통한 제1냉동시스템(120)의 가동을 통해 급기를 냉각하는 단계(S92); 상기 S92 단계 후, 급기온도센서(190)에서 검출되는 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 큰지 판단하는 단계(S93); 상기 S93 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 크면, 제2압축기(131)의 작동을 통해 제2냉동시스템(130)을 추가적으로 가동시킨 후, 상기 S93 단계로부터 다시 반복하는 단계(S94); 및 상기 S93 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작으면, 상기 S91 단계로부터 다시 반복하는 단계(S95);를 추가적으로 실시하게 된다.More specifically, in the implementation of the steps S50 and S70, determining whether the ventilation temperature detected by the ventilation temperature sensor 200 is greater than the ventilation temperature set value TA2 (S91); As a result of the determination in step S91, when the ventilation temperature is greater than the ventilation temperature set value TA2, cooling the air supply by operating the first refrigeration system 120 through the operation of the first compressor 121 (S92); After the step S92, determining whether the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 is greater than the air supply temperature set value TA1 (S93); As a result of the determination in step S93, if the air supply temperature is greater than the air supply temperature set value TA1, the second refrigeration system 130 is additionally operated through the operation of the second compressor 131, and then repeated again from the step S93. Step S94; And if the air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1 as a result of the determination in step S93, repeating from step S91 again (S95).

이와 같은 S91 단계 내지 S95 단계를 통해 전산센터의 가동 초기 저부하 운전시에는 제1냉동시스템(120)의 제1압축기(121)가 환기온도를 기준으로 제어되면서 냉방을 실시하고, 전산센터의 운영이 정상화되어 발정운전에 대한 위험이 없는 상황이 되면 제2냉동시스템(130)이 급기온도를 기준으로 제어되면서 제1냉동시스템(120)만으로 부족한 냉방부하를 보완하게 된다.During the initial low load operation of the computer center through the steps S91 to S95, the first compressor 121 of the first refrigeration system 120 is controlled while controlling the ventilation temperature, and the computer center is operated. When the situation is normalized and there is no danger of the estrus operation, the second refrigeration system 130 is controlled based on the air supply temperature, thereby supplementing the cooling load insufficient by the first refrigeration system 120 alone.

한편, 환기온도는 급기온도 보다 느리게 변화되며, 이러한 환기온도를 기준으로 제1압축기(121)를 제어함으로써, 냉방부하의 변동 폭이 큰 전산센터의 가동 초기에 제1압축기(121)의 잦은 온오프로 인한 발정운전을 방지할 수 있게 된다.On the other hand, the ventilation temperature is changed slower than the air supply temperature, by controlling the first compressor 121 based on the ventilation temperature, the frequent on of the first compressor 121 at the initial stage of operation of the computer center, the fluctuation range of the cooling load is large It is possible to prevent the estrous operation due to the off.

또한, 상기 제1냉동시스템(120) 및 제2냉동시스템(130)의 작동 중, 급기온도와 용량조절밸브 운전온도값(TC)을 비교하고 그 결과에 따라 고온의 냉매가스를 증발기(110) 전단으로 공급하여 급기의 온도를 높이는 단계(S101,S102)가 더 포함될 수 있다.In addition, during operation of the first refrigeration system 120 and the second refrigeration system 130, comparing the air supply temperature and the capacity control valve operating temperature value (TC) and according to the result of the high-temperature refrigerant gas evaporator 110 Supplying the front end to increase the temperature of the air supply may be further included (S101, S102).

보다 구체적으로, 상기 S101 단계는 제1압축기(121)의 가동 중, 제어기(220)가 급기온도센서(190)에서 검출되는 급기온도와 미리 설정된 용량조절밸브 운전온도값(TC)을 비교하여 급기온도가 용량조절밸브 운전온도값(TC) 보다 작으면 제1용량조절밸브(260)의 개방을 통해 제1압축기(121)로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스를 제1팽창변(123)의 후단으로 공급하는 것으로 이루어지게 되며, 이처럼 고온고압의 냉매가스가 제1팽창변(123)의 후단으로 공급됨에 따라 증발기(110)로 공급되는 냉매의 온도가 올라가면서 급기의 온도를 증가시키게 된다.More specifically, in step S101, during operation of the first compressor 121, the controller 220 compares the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 with a preset capacity control valve operating temperature value TC. If the temperature is smaller than the capacity control valve operating temperature value TC, the high temperature and high pressure refrigerant gas discharged from the first compressor 121 through the opening of the first capacity control valve 260 to the rear end of the first expansion valve 123. As the supply of the high-temperature, high-pressure refrigerant gas to the rear end of the first expansion valve 123, the temperature of the coolant supplied to the evaporator 110 increases, thereby increasing the temperature of the air supply.

상기 S102 단계는 제2압축기(131)의 가동 중, 제어기(220)가 급기온도센서(190)에서 검출되는 급기온도와 미리 설정된 용량조절밸브 운전온도값(TC)을 비교하여 급기온도가 용량조절밸브 운전온도값(TC) 보다 작으면 제2용량조절밸브(280)의 개방을 통해 제2압축기(131)로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스를 제2팽창변(133)의 후단으로 공급하는 것으로 이루어지며, 이러한 제어를 통해 급기의 온도를 증가시킬 수 있게 된다.In step S102, during operation of the second compressor 131, the controller 220 compares the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 with a preset capacity control valve operating temperature value TC to adjust the air supply temperature. When the valve operation temperature value TC is smaller than the valve operating temperature value TC, the refrigerant gas of the high temperature and high pressure discharged from the second compressor 131 is supplied to the rear end of the second expansion valve 133 through the opening of the second capacity control valve 280. This control makes it possible to increase the temperature of the air supply.

이와 같은 S101 단계 및 S102 단계에 의하면, 외기 온도의 급격한 하강이나 냉동시스템의 이상동작에 의해 급기온도가 설정온도 이하도 떨어짐에 따른 문제를 해소할 수 있게 된다.According to the step S101 and S102, it is possible to solve the problem that the supply air temperature falls below the set temperature due to a sudden drop in the outside temperature or abnormal operation of the refrigeration system.

즉, 전산센터의 경우, 급기의 온도를 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하다. 만약 급기온도의 변화 폭이 크면 정밀부품의 팽창수축에 의한 문제가 발생할 수 있고, 급기의 급격한 온도저하 시 서버 내부에 결로에 의한 수분이 발생되게 되어 치명적인 결함을 초래할 수 있다.That is, in the case of a computer center, it is very important to keep the temperature of the air supply constant. If the change in supply air temperature is large, problems due to expansion and contraction of precision parts may occur, and moisture may be caused by condensation inside the server when the air supply suddenly decreases in temperature, which may cause fatal defects.

따라서, 상기와 같은 급기온도 안정화 기술을 통해 급기의 온도를 안정화시킴으로써 안정성이 높은 전산센터 냉방시스템을 구축할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to build a high stability computer center cooling system by stabilizing the temperature of the air supply through the air supply temperature stabilization technology as described above.

한편, S70 단계에 따른 복합 냉방운전 시, 제어기(220)가 제1응축기(122) 또는 제2응축기(132)의 응축압력에 따라 제2제어밸브(240)를 제어하여 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 단계(S111)가 더 포함될 수 있다.On the other hand, during the complex cooling operation according to step S70, the controller 220 controls the second control valve 240 in accordance with the condensation pressure of the first condenser 122 or the second condenser 132 to the first, second condenser ( Adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the 122,132 (S111) may be further included.

이러한 S111 단계는 제1응축기(122) 및 제2응축기(132)에서 이루어지는 냉매의 응축이 일정한 응축압력하에서 이루어질 수 있도록 하는 공정으로, 제1응축기(122)의 응축압력 또는 제2응축기(132)의 응축압력이 미리 설정된 응축압력 설정값 이하로 낮아질 경우, 제어기(220)가 이를 감지하여 제1응축기(122) 및 제2응축기(132)로 공급되는 냉각수의 유량이 감소하도록 제2제어밸브(240)를 제어하는 것이 이루어진다.The step S111 is a process to allow the condensation of the refrigerant formed in the first condenser 122 and the second condenser 132 to be performed under a constant condensation pressure, and the condensation pressure or the second condenser 132 of the first condenser 122 is adjusted. When the condensation pressure of the lower than the predetermined condensation pressure set value, the controller 220 detects this to reduce the flow rate of the cooling water supplied to the first condenser 122 and the second condenser 132 (the second control valve ( Control is made.

이와 같은 제어기(220)의 제어동작에 의해 제1응축기(122) 및 제2응축기(132)로 공급되는 냉각수의 유량이 감소하게 되면, 제1,2응축기(122,132)의 응축온도 및 응축압력은 상승하게 되므로, 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 냉각수의 유량조절을 통해 제1,2응축기(122,132)의 응축압력을 일정한 수준으로 유지시킬 수 있게 된다.When the flow rate of the cooling water supplied to the first condenser 122 and the second condenser 132 is reduced by the control operation of the controller 220, the condensation temperature and the condensation pressure of the first and second condensers 122 and 132 are reduced. Since it rises, the condensation pressure of the first and second condensers 122 and 132 can be maintained at a constant level by adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the first and second condensers 122 and 132.

상기 S80 단계는 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 크지 않은 경우 실시되는 단계로써, 제어기(220)가 급기온도에 따라 제1바이패스관(170)이 부분적으로 폐쇄되도록 제1제어밸브(180)를 제어하여 외기의 온도변화에 상관없이 냉각수코일(150)로 공급되는 냉각수의 유량 조절을 통해 급기의 온도를 일정한 수준으로 유지시키고, 제1,2냉동시스템(120,130)을 정지시킴으로써 하이브리드 외기 냉방시스템을 자연 냉방운전 시스템으로 작동시키는 것으로 이루어진다.The step S80 is performed when the coolant temperature is not greater than the coolant temperature lower limit value TW2 as a result of the determination in step S60. The controller 220 is configured to partially close the first bypass pipe 170 according to the air supply temperature. By controlling the first control valve 180 to maintain the temperature of the air supply to a constant level by adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the cooling water coil 150 regardless of the temperature change of the outside air, the first and second refrigeration systems (120, 130) By stopping, the hybrid air conditioning system is operated as a natural cooling operation system.

이러한 S80 단계는 외기의 온도가 낮은 동절기에 실시되는 단계로써, 동절기 냉각탑(140)에서 나오는 냉각수는 급기의 냉방에 충분할 정도로 낮은 온도로 형성됨에 따라 제1제어밸브(180)의 제어를 통해 제1바이패스관(170)의 유로를 부분적으로 폐쇄하면서 냉각수의 일부 또는 전부를 냉각수코일(150)로 공급하여 급기를 냉각하고, 제1,2냉동시스템(120,130)은 정지시키거나 정지된 상태를 유지시키게 된다.The step S80 is performed in the winter when the temperature of the outside air is low, and the cooling water from the winter cooling tower 140 is formed at a temperature low enough to cool the air supply, and thus, the first control valve 180 controls the first control valve 180. While partially closing the flow path of the bypass pipe 170, a part or all of the cooling water is supplied to the cooling water coil 150 to cool the air supply, and the first and second refrigeration systems 120 and 130 are stopped or remain stopped. Let's go.

이와 같이 S80 단계에 따른 제어를 통해 하이브리드 외기 냉방시스템을 자연 냉방운전 시스템으로 작동시키는 과정에서 제어기(220)에 의해 작동하는 제1제어밸브(180)는 급기온도에 대응하여 냉각수를 냉각수코일(150)과 제1바이패스관(170)으로 분배하되, 급기온도의 변화에 맞추어 냉각수코일(150)과 제1바이패스관(170)으로 분배되는 냉각수의 비율을 적절하게 조절함으로써 급기온도를 일정한 수준으로 유지시키게 된다.As described above, the first control valve 180 operated by the controller 220 in the process of operating the hybrid outdoor air cooling system as a natural cooling operation system through the control according to step S80 controls the coolant coil 150 in response to the air supply temperature. ) And the first bypass pipe 170, but by appropriately adjusting the ratio of the cooling water distributed to the cooling water coil 150 and the first bypass pipe 170 in accordance with the change in the air supply temperature to a certain level. Is maintained.

한편, S80 단계를 통해 하이브리드 외기 냉방시스템이 자연 냉방운전 시스템으로 작동하는 과정에서 냉각수 순환배관(160)을 통해 유동하는 냉각수가 항상 제1,2응축기(122,132)를 경유하도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 제2바이패스관(230)은 100% 폐쇄된다.On the other hand, it is preferable to ensure that the coolant flowing through the cooling water circulation pipe 160 always passes through the first and second condensers 122 and 132 in the process of operating the hybrid air cooling system as a natural cooling operation system through the step S80. In order to close the second bypass pipe 230 is 100%.

이는 하이브리드 외기 냉방시스템이 자연 냉방운전 시스템으로 작동하는 과정에서 제1,2냉동시스템(120,130)의 정지로 인해 냉각수가 제1,2응축기(122,132)로 공급되지 않을 경우, 제1,2응축기(122,132)는 상온의 상태를 유지하게 되며, 이러한 상태에서 제1,2냉동시스템(120,130)이 재가동을 시작할 경우, 압축기에서 토출되는 냉매가 응축기에서 정상적으로 응축이 이루어질 때까지 시간이 소요되기 때문에 대기시간이 요구되는 문제점이 있다.This is because when the coolant is not supplied to the first and second condensers 122 and 132 due to the stop of the first and second refrigeration systems 120 and 130 during the operation of the hybrid outdoor air cooling system as the natural cooling operation system, the first and second condensers ( 122, 132 maintains a room temperature state, and in this state, when the first and second refrigeration systems 120 and 130 start to restart, the standby time is required until the refrigerant discharged from the compressor is normally condensed in the condenser. There is a problem that is required.

그러나, 상기와 같이 제1,2냉동시스템(120,130)이 정지하고 프리쿨링을 통해 냉방을 실시하는 기간에도 제1,2응축기(122,132)로 낮은 온도의 냉각수를 공급해주게 되면, 제1,2응축기(122,132)가 항상 낮은 온도를 유지함에 따라 제1,2냉동시스템(120,130)의 재가동 시 바로 냉매의 응축환경이 조성되기 때문에 냉동시스템의 정상운전 도달시간을 단축할 수 있게 된다.However, when the first and second refrigeration systems 120 and 130 are stopped and the cooling water is supplied to the first and second condensers 122 and 132 even during the period of cooling through precooling, the first and second condensers As the 122 and 132 maintains a low temperature at all times, the condensation environment of the refrigerant is immediately generated when the first and second refrigeration systems 120 and 130 are restarted, thereby shortening the arrival time of the normal operation of the refrigeration system.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 외기 냉방시스템은 여름철에는 냉매 압축기를 이용한 냉동시스템을 이용하여 전산센터의 냉방을 실시하지만, 환절기 및 겨울철에는 차가운 외기를 이용하여 전산센터를 냉방하기 때문에 에너지를 절감할 수 있다.As described above, the hybrid outside air cooling system according to the present invention performs the cooling of the computer center by using a refrigeration system using a refrigerant compressor in the summer, but in the season and winter to cool the computer center by using cold outside air Energy can be saved.

또한, 전산센터에 최적화된 제어방식에 의해서 일반적인 외기 냉방시스템 보다 더 큰 에너지절감 효과를 얻을 수 있고, 압축기의 운전이 안정화되어 압축기의 잦은 고장을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the control method optimized for the computer center can obtain a larger energy saving effect than the general air cooling system, and the operation of the compressor is stabilized to prevent frequent failure of the compressor.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 증발기 120: 제1냉동시스템
121: 제1압축기 122: 제1응축기
123: 제1팽창변 130: 제2냉동시스템
131: 제2압축기 132: 제2응축기
133: 제2팽창변 140: 냉각탑
150: 냉각수코일 160: 냉각수 순환배관
161: 냉각수 공급라인 162: 냉각수 반환라인
170: 제1바이패스관 180: 제1제어밸브
190: 급기온도센서 200: 환기온도센서
210: 냉각수온도센서 220: 제어기
230: 제2바이패스관 240: 제2제어밸브
250: 제3바이패스관 260: 제1용량조절밸브
270: 제4바이패스관 280: 제2용량조절밸브
<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110: evaporator 120: first refrigeration system
121: first compressor 122: first compressor
123: first expansion side 130: second refrigeration system
131: second compressor 132: second condenser
133: second expansion side 140: cooling tower
150: cooling water coil 160: cooling water circulation piping
161: coolant supply line 162: coolant return line
170: first bypass pipe 180: first control valve
190: air supply temperature sensor 200: ventilation temperature sensor
210: coolant temperature sensor 220: controller
230: second bypass pipe 240: second control valve
250: third bypass pipe 260: first capacity control valve
270: fourth bypass pipe 280: second capacity control valve

Claims (8)

전산센터로 공급되는 급기와 냉매의 열교환을 통해 급기의 냉각을 유도하는 증발기(110);
제1압축기(121)와 제1응축기(122)와 제1팽창변(123) 및 상기 증발기(110)에 의해 구성되는 제1냉동시스템(120);
제2압축기(131)와 제2응축기(132)와 제2팽창변(133) 및 상기 증발기(110)에 의해 구성되는 제2냉동시스템(130);
상기 제1응축기(122)와 제2응축기(132)에서 냉매의 응축을 위해 사용된 냉각수를 외기와 열교환시키는 냉각탑(140);
상기 증발기(110) 보다 먼저 급기와 마주하도록 증발기(110)의 앞쪽에 배치되어 냉각수와 급기의 열교환을 통해 급기를 냉각하는 냉각수코일(150);
상기 냉각탑(140)과 냉각수코일(150) 및 제1,2응축기(122,132)를 연결하도록 설치되어 냉각수의 순환이 이루어지게 하는 냉각수 순환배관(160);
상기 냉각수 순환배관(160)을 통해 유동하는 냉각수가 냉각수코일(150)을 경유하지 않고 유동할 수 있도록 냉각수 순환배관(160)에 설치된 제1바이패스관(170);
상기 제1바이패스관(170)과 냉각수 순환배관(160)의 연결지점에 설치되어 냉각수의 유동을 제어하는 제1제어밸브(180);
상기 전산센터로 공급되는 급기의 온도를 검출하는 급기온도센서(190);
상기 전산센터로부터 배출되는 환기의 온도를 검출하는 환기온도센서(200);
상기 냉각수 순환배관(160)에 설치되어 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수온도센서(210);
상기 냉각수 순환배관(160)을 구성하는 냉각수 공급라인(161)과 냉각수 반환라인(162)을 연결하는 제2바이패스관(230);
상기 냉각수 순환배관(160)과 제2바이패스관(230)의 연결지점에 설치되어 냉각수의 유동을 제어하는 제2제어밸브(240); 및
검출된 급기온도와 미리 설정된 급기온도 설정값의 비교 결과 그리고 검출된 냉각수온도와 미리 설정된 냉각수온도 상한값 및 하한값의 비교 결과에 대응하여 상기 제1제어밸브(180)를 제어하는 기능과, 상기 환기온도센서(200)에서 검출되는 환기온도가 미리 설정된 환기온도 설정값 이상이면 제1압축기(121)를 가동시키는 기능과, 상기 제1압축기(121)의 가동 후 급기온도와 급기온도 설정값의 비교를 통해 급기온도가 급기온도 설정값 보다 높은 경우 제2압축기(131)를 추가적으로 가동시키는 기능과, 제1응축기(122) 및 제2응축기(132)의 응축압력에 대응하여 제2제어밸브(240)를 제어하여 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 기능을 갖는 제어기(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템.
An evaporator 110 which induces cooling of the air supply through heat exchange between the air supply and the refrigerant supplied to the computer center;
A first refrigeration system (120) constituted by a first compressor (121), a first condenser (122), a first expansion valve (123), and the evaporator (110);
A second refrigeration system (130) constituted by a second compressor (131), a second condenser (132), a second expansion valve (133), and the evaporator (110);
Cooling tower 140 for heat-exchanging the cooling water used for the condensation of the refrigerant in the first condenser 122 and the second condenser 132 with the outside;
A cooling water coil 150 disposed in front of the evaporator 110 to face the air supply before the evaporator 110 to cool the air supply through heat exchange between the cooling water and the air supply;
A cooling water circulation pipe 160 installed to connect the cooling tower 140 with the cooling water coil 150 and the first and second condensers 122 and 132 to circulate the cooling water;
A first bypass pipe 170 installed in the cooling water circulation pipe 160 so that the cooling water flowing through the cooling water circulation pipe 160 can flow without passing through the cooling water coil 150;
A first control valve 180 installed at a connection point between the first bypass pipe 170 and the cooling water circulation pipe 160 to control the flow of the cooling water;
An air supply temperature sensor 190 for detecting a temperature of the air supply supplied to the computer center;
A ventilation temperature sensor 200 for detecting a temperature of the ventilation discharged from the computer center;
A coolant temperature sensor 210 installed in the coolant circulation pipe 160 to detect a temperature of the coolant;
A second bypass pipe 230 connecting the cooling water supply line 161 constituting the cooling water circulation pipe 160 and the cooling water return line 162;
A second control valve 240 installed at a connection point between the cooling water circulation pipe 160 and the second bypass pipe 230 to control the flow of the cooling water; And
A function of controlling the first control valve 180 in response to a result of comparing the detected air supply temperature with a preset air supply temperature set value, and a result of comparing the detected coolant temperature with a preset coolant temperature upper limit value and a lower limit value; When the ventilation temperature detected by the sensor 200 is equal to or greater than a preset ventilation temperature setting value, a function of operating the first compressor 121 and a comparison between the air supply temperature and the air supply temperature setting value after the operation of the first compressor 121 may be compared. When the air supply temperature is higher than the air supply temperature set value through the additional operation of the second compressor 131, and corresponding to the condensation pressure of the first condenser 122 and the second condenser 132, the second control valve 240 Hybrid outdoor air-conditioning system using natural energy, comprising: a controller (220) having a function of controlling the flow rate of the cooling water supplied to the first and second condensers (122,132).
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1압축기(121)로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스 일부가 제1팽창변(123)의 후단으로 공급되도록 하는 제3바이패스관(250);
상기 제3바이패스관(250)에 설치되어 제3바이패스관(250)의 유로를 제어하면서 바이패스되는 냉매가스의 유량을 제어하는 제1용량조절밸브(260);
상기 제2압축기(131)로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스 일부가 제2팽창변(133)의 후단으로 공급되도록 하는 제4바이패스관(270);
상기 제4바이패스관(270)에 설치되어 제4바이패스관(270)의 유로를 제어하면서 바이패스되는 냉매가스의 유량을 제어하는 제2용량조절밸브(280);를 더 포함하며,
상기 제어기(220)에는 검출된 급기온도가 미리 설정된 용량조절밸브 운전온도값(TC) 보다 낮은 경우 제1용량조절밸브(260) 및 제2용량조절밸브(280)를 개방하여 고온고압의 냉매가스를 제1,2팽창변(123,133)의 후단으로 공급함으로써 급기온도를 증가시키는 기능이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템.
The method according to claim 1,
A third bypass pipe 250 for supplying a portion of the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the first compressor 121 to the rear end of the first expansion side 123;
A first capacity control valve 260 installed in the third bypass pipe 250 to control a flow rate of the refrigerant gas bypassed while controlling a flow path of the third bypass pipe 250;
A fourth bypass pipe 270 for supplying a part of the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the second compressor 131 to the rear end of the second expansion side 133;
A second capacity control valve 280 installed in the fourth bypass pipe 270 and controlling a flow rate of the refrigerant gas bypassed while controlling a flow path of the fourth bypass pipe 270;
When the detected air supply temperature is lower than the preset capacity control valve operating temperature value TC, the controller 220 opens the first capacity control valve 260 and the second capacity control valve 280 to supply the refrigerant gas at a high temperature and high pressure. Hybrid outdoor air cooling system using natural energy, characterized in that the air supply temperature is further increased by supplying the rear end of the first and second expansion sides (123,133).
청구항 1 또는 3 중 어느 한 항에 따른 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템을 제어함에 있어서,
급기온도 설정값(TA1), 환기온도 설정값(TA2), 냉각수온도 상한값(TW1), 냉각수온도 하한값(TW2), 용량조절밸브 운전온도값(TC)을 설정하는 단계(S10);
급기온도센서(190)에서 검출된 급기온도와 급기온도 설정값(TA1)을 비교하여 검출된 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작은지 판단하는 단계(S20);
급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작으면, 제1바이패스관(170)이 100% 개방되도록 제1제어밸브(180)를 제어하고, 제1,2냉동시스템(120,130)을 정지시켜 송풍운전을 실시하는 단계(S30);
상기 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작지 않으면, 냉각수온도센서(210)에서 검출된 냉각수온도와 상기 냉각수온도 상한값(TW1)을 비교하여 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 큰지 판단하는 단계(S40);
상기 S40 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 크면, 제1바이패스관(170)이 100% 개방되도록 제1제어밸브(180)를 제어하고, 제1,2냉동시스템(120,130)의 가동을 통해 급기를 냉각하는 일반 냉방운전을 실시하는 단계(S50);
상기 S40 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 상한값(TW1) 보다 크지 않으면, 냉각수온도가 상기 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 큰지 판단하는 단계(S60);
상기 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 크면, 제1바이패스관(170)이 100% 폐쇄되도록 제1제어밸브(180)를 제어하여 냉각탑(140)으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수코일(150)을 지나면서 급기를 냉각하도록 하고, 이와 함께 제1,2냉동시스템(120,130)의 가동을 통해 급기를 냉각하는 복합 냉방운전을 실시하는 단계(S70); 및
상기 S60 단계의 판단 결과 냉각수온도가 냉각수온도 하한값(TW2) 보다 크지 않으면, 급기온도에 따라 제1바이패스관(170)이 부분적으로 폐쇄되도록 제1제어밸브(180)를 제어하여 냉각탑(140)으로부터 공급되는 냉각수가 냉각수코일(150)을 지나면서 급기를 냉각하도록 하고, 제1,2냉동시스템(120,130)을 정지시켜 자연냉방운전을 실시하는 단계(S80);로 이루어진 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법.
In controlling the hybrid outside air cooling system using natural energy according to any one of claims 1 and 3,
Setting an air supply temperature set value TA1, a ventilation temperature set value TA2, a coolant temperature upper limit value TW1, a coolant temperature lower limit value TW2, and a capacity control valve operating temperature value TC (S10);
Comparing the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 with the air supply temperature set value TA1 to determine whether the detected air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1 (S20);
When the air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1, the first control valve 180 is controlled to open the first bypass pipe 170 at 100%, and the first and second refrigeration systems 120 and 130 are stopped. Performing a blowing operation (S30);
When the air supply temperature is not smaller than the air supply temperature set value TA1, the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 210 and the coolant temperature upper limit value TW1 are compared to determine whether the coolant temperature is greater than the coolant temperature upper limit value TW1. Step S40;
When the coolant temperature is greater than the coolant temperature upper limit value TW1 as a result of the determination in step S40, the first control valve 180 is controlled to open the first bypass pipe 170 at 100%, and the first and second refrigeration systems 120 and 130 are used. Performing a general cooling operation for cooling the air supply through the operation of the step (S50);
Determining whether the coolant temperature is greater than the coolant temperature lower limit value TW2 when the coolant temperature is not greater than the coolant temperature upper limit value TW1 (S60);
If the coolant temperature is greater than the coolant temperature lower limit value TW2 as a result of the determination in step S60, the coolant supplied from the cooling tower 140 is controlled by controlling the first control valve 180 to close the first bypass pipe 170 at 100%. Cooling the air supply while passing through the cooling water coil 150, and performing a combined cooling operation for cooling the air supply through the operation of the first and second refrigeration systems (120, 130) (S70); And
If the coolant temperature is not greater than the coolant temperature lower limit value TW2 as a result of the determination in step S60, the cooling tower 140 is controlled by controlling the first control valve 180 to partially close the first bypass pipe 170 according to the air supply temperature. Cooling water supplied from the cooling water to pass through the cooling water coil (150), and stopping the first and second refrigeration system (120,130) to perform a natural cooling operation (S80); natural energy characterized in that consisting of Hybrid air conditioning system control method using.
청구항 4에 있어서,
상기 S50 단계 및 S70 단계는,
환기온도센서(200)에서 검출되는 환기온도가 환기온도 설정값(TA2) 보다 큰지 판단하는 단계(S91);
상기 S91 단계의 판단 결과, 환기온도가 환기온도 설정값(TA2) 보다 크면, 제1압축기(121)의 작동을 통한 제1냉동시스템(120)의 가동을 통해 급기를 냉각하는 단계(S92);
상기 S92 단계 후, 급기온도센서(190)에서 검출되는 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 큰지 판단하는 단계(S93);
상기 S93 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 크면, 제2압축기(131)의 작동을 통해 제2냉동시스템(130)을 추가적으로 가동시킨 후, 상기 S93 단계로부터 다시 반복하는 단계(S94); 및
상기 S93 단계의 판단 결과, 급기온도가 급기온도 설정값(TA1) 보다 작으면, 상기 S91 단계로부터 다시 반복하는 단계(S95);를 통해 제1,2냉동시스템(120,130)을 순차적으로 가동시키는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법.
The method according to claim 4,
The step S50 and S70,
Determining whether the ventilation temperature detected by the ventilation temperature sensor 200 is greater than the ventilation temperature set value TA2 (S91);
As a result of the determination in step S91, when the ventilation temperature is greater than the ventilation temperature set value TA2, cooling the air supply by operating the first refrigeration system 120 through the operation of the first compressor 121 (S92);
After the step S92, determining whether the air supply temperature detected by the air supply temperature sensor 190 is greater than the air supply temperature set value TA1 (S93);
As a result of the determination in step S93, if the air supply temperature is greater than the air supply temperature set value TA1, the second refrigeration system 130 is additionally operated through the operation of the second compressor 131, and then repeated again from the step S93. Step S94; And
As a result of the determination in step S93, if the air supply temperature is smaller than the air supply temperature set value TA1, repeating from step S91 again (S95); to sequentially operate the first and second refrigeration systems (120, 130) through Hybrid outdoor air conditioning system control method using the natural energy.
청구항 4에 있어서,
상기 제1냉동시스템(120)의 가동을 위한 제1압축기(121)의 작동 중, 급기온도센서(190)에서 검출되는 급기온도와 용량조절밸브 운전온도값(TC)을 비교하여 급기온도가 용량조절밸브 운전온도값(TC) 보다 작으면 제1용량조절밸브(260)의 개방을 통해 제1압축기(121)로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스를 제1팽창변(123)의 후단으로 공급하여 급기의 온도를 증가시키는 단계(S101); 및
상기 제2냉동시스템(130)의 가동을 위한 제2압축기(131)의 작동 중, 급기온도센서(190)에서 검출되는 급기온도와 용량조절밸브 운전온도값(TC)을 비교하여 급기온도가 용량조절밸브 운전온도값(TC) 보다 작으면 제2용량조절밸브(280)의 개방을 통해 제2압축기(131)로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스를 제2팽창변(133)의 후단으로 공급하여 급기의 온도를 증가시키는 단계(S102);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법.
The method according to claim 4,
During operation of the first compressor 121 for the operation of the first refrigeration system 120, the supply air temperature is compared with the supply air temperature detected by the air supply temperature sensor 190 and the capacity control valve operating temperature value TC. If the control valve is smaller than the operating temperature value TC, the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the first compressor 121 is supplied to the rear end of the first expansion valve 123 through the opening of the first capacity control valve 260. Increasing the temperature of the device (S101); And
During operation of the second compressor 131 for operating the second refrigeration system 130, the supply air temperature is compared with the supply air temperature detected by the air supply temperature sensor 190 and the capacity control valve operating temperature value TC. If the control valve is smaller than the operating temperature value TC, the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the second compressor 131 through the opening of the second capacity control valve 280 is supplied to the rear end of the second expansion valve 133 to supply air. Increasing the temperature of the step (S102); Control method of a hybrid outdoor air conditioning system using natural energy further comprising.
청구항 4에 있어서,
상기 S80 단계를 통해 자연 냉방운전을 실시하는 과정에서 냉각수 순환배관(160)을 통해 유동하는 냉각수가 항상 제1,2응축기(122,132)를 경유하도록 하여 제1냉동시스템(120) 또는 제2냉동시스템(130)의 가동 시 냉매의 응축환경이 빠르게 조성되게 함으로써 제1,2냉동시스템(120,130)의 정상운전 도달시간을 단축시킨 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법.
The method according to claim 4,
In the process of performing the natural cooling operation through the step S80, the cooling water flowing through the cooling water circulation pipe 160 is always passed through the first and second condensers 122 and 132 so that the first refrigeration system 120 or the second refrigeration system is performed. The control method of the hybrid outside air cooling system using natural energy, characterized in that the condensation environment of the refrigerant is rapidly formed during operation of the 130, thereby shortening the arrival time of the normal operation of the first and second refrigeration systems (120, 130).
청구항 4에 있어서,
상기 S70 단계에 따른 복합 냉방운전 시, 제1응축기(122) 또는 제2응축기(132)의 응축압력에 따라 제2바이패스관(230)이 부분적으로 폐쇄되도록 제2제어밸브(240)를 제어하여 제1,2응축기(122,132)로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 단계(S111);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 하이브리드 외기 냉방시스템의 제어방법.
The method according to claim 4,
During the combined cooling operation according to the step S70, the second control valve 240 is controlled to partially close the second bypass pipe 230 according to the condensation pressure of the first condenser 122 or the second condenser 132. Adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the first and second condensers (122,132) (S111); Control method of a hybrid outside air cooling system using a natural energy.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111365804A (en) * 2020-04-17 2020-07-03 宁波奥克斯电气股份有限公司 Compressor cooling system, compressor cooling control method and air conditioning system
KR102136139B1 (en) * 2020-03-19 2020-07-22 서진공조(주) Preconditioned air unit for aircraft
CN112503728A (en) * 2020-11-02 2021-03-16 珠海格力电器股份有限公司 Self-adaptive heat dissipation method, device, equipment and system
KR102561008B1 (en) 2023-03-07 2023-07-28 주식회사 벤투스 Natural air conditioning system and operating method of the same
KR20240040310A (en) * 2022-09-21 2024-03-28 박승태 Dry Room Dehumidification System And Its Operation Method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100933515B1 (en) 2009-06-05 2009-12-23 주식회사 에이알 Energy Saving Thermo-hygrostat Using Cooling Tower Cooling Water and Its Control Method
JP2013257086A (en) * 2012-06-13 2013-12-26 Hitachi Appliances Inc Air conditioner, and control method thereof
KR20170047927A (en) * 2015-10-26 2017-05-08 김학근 Air-conditioning system using the outside air cold water

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100933515B1 (en) 2009-06-05 2009-12-23 주식회사 에이알 Energy Saving Thermo-hygrostat Using Cooling Tower Cooling Water and Its Control Method
JP2013257086A (en) * 2012-06-13 2013-12-26 Hitachi Appliances Inc Air conditioner, and control method thereof
KR20170047927A (en) * 2015-10-26 2017-05-08 김학근 Air-conditioning system using the outside air cold water

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102136139B1 (en) * 2020-03-19 2020-07-22 서진공조(주) Preconditioned air unit for aircraft
CN111365804A (en) * 2020-04-17 2020-07-03 宁波奥克斯电气股份有限公司 Compressor cooling system, compressor cooling control method and air conditioning system
CN112503728A (en) * 2020-11-02 2021-03-16 珠海格力电器股份有限公司 Self-adaptive heat dissipation method, device, equipment and system
KR20240040310A (en) * 2022-09-21 2024-03-28 박승태 Dry Room Dehumidification System And Its Operation Method
KR102772077B1 (en) 2022-09-21 2025-02-25 박승태 Dry Room Dehumidification System And Its Operation Method
KR102561008B1 (en) 2023-03-07 2023-07-28 주식회사 벤투스 Natural air conditioning system and operating method of the same

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