KR20100120323A - Chiller system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 칠러 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 산업용 설비(반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정설비 등)의 열 부하를 냉각 시켜 안정 적인 공정을 할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chiller system, an object of the present invention relates to a device for cooling the heat load of industrial equipment (semiconductor manufacturing equipment, laser, injection machine, medical equipment and chemical processing equipment, etc.) to enable a stable process.
이를 위해, 응축압 제어변(30, 34), 핫 가스 제어변(31), 냉수 탱크(61) 및 액 냉매 제어변(33)을 기존의 냉동 공조 사이클인 압축기(1), 응축기(2), 팽창변(4) 및 증발기(3)에 추가로 부착한 형태로서, 산업용 제조 설비의 발열 부하(Heat load)가 년 중(Year load) 및 일중(Day load) 불규칙 적으로 변동 되는 특징으로 운전되어지고 있으며, 제조 설비의 특성상 칠러 시스템이 운전-정지(ON-OFF)로 제어 되는 것이 아닌, 연속해서 운전을 해야 하는 설비에서는 부분 부하(칠러의 정격 냉각 능력보다 작은 부하를 칭함)운전을 위하여서 칠러 시스템의 냉각수(증발기에서 냉각되어 펌프에 의해 순환 되어지는 물질로서 물, 오일 또는 브라인등이 사용됨, 이하 냉각수라 칭함)를 전기 히터로 가열 하여 사용 되어 지고 있는 종래의 설비를 압축기의 용량제어, 핫 가스 제어변(31) 및 응축압 제어변(30, 34)을 제어함으로서 대폭적인 소비동력을 절감하고, 연중(Year) 최적의 응축압 제어를 함으로서 에너지절약 뿐만 아니라, 냉수 탱크(61)를 활용한 냉각수 온도 제어로 산업용 기기(특히, 반도체 제조 장비등)의 요구 냉각수 온도 편차 율을 만족 시키는 특징이 있다.To this end, the condensing pressure control valve (30, 34), hot gas control valve (31), cold water tank 61 and the liquid refrigerant control valve (33) is a conventional refrigeration air conditioning cycle compressor (1), condenser (2) In addition to the expansion valve (4) and evaporator (3), the heat load (Heat load) of the industrial manufacturing equipment (Year load) Due to the nature of the manufacturing facility, the chiller system is not controlled by ON-OFF, but is required to operate for partial load (load less than the chiller's rated cooling capacity) in the facility where continuous operation is required. Conventional equipment that is used by heating the cooling water of the system (water, oil or brine, etc., used as cooling material in the evaporator and circulated by the pump, hereinafter referred to as cooling water) with an electric heater is used to control the capacity of the compressor, Gas control valve 31 and By controlling the pressure control valve (30, 34), a significant reduction in power consumption and year-round optimum condensation pressure control, not only energy saving, but also cooling water temperature control using the cold water tank 61, industrial equipment ( In particular, it has the characteristic of satisfy | filling the required cooling water temperature variation rate of semiconductor manufacturing equipment etc.).
Description
본 발명은 칠러 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 산업용 설비(반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정설비 등)의 열 부하를 냉각 시켜 안정 적인 공정을 할 수 있도록 하는 냉각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 산업용 칠러 시스템으로는 다음과 같은 것 들이 있다.Conventional industrial chiller systems include the following.
도6은 압축기(1), 응축기(2), 팽창변(4), 증발기(3), 전기 히터(80), 냉각수 펌프(51) 및 공정 설비(60)로 구성된 산업용 칠러 시스템으로서, 냉각수 시스템(500)의 공정 설비(60)의 열 부하를 칠러 시스템(300)으로 냉각 시키는 가장 기본 적인 산업용 냉각 시스템 으로서 널리 사용되어지고 있는 형태이지만, 공정 설비(60)의 열 부하가 칠러 시스템의 냉각 능력 보다 적은 부분 부하(Part load) 상태에서는 압축기(1)를 운전 정지(On-Off) 제어를 하지 않는 반도체 제조 장비 등에서는 전기 히터(80)로 외부 열 부하를 공급 하여야 하므로 칠러 시스템의 소비동력에 전기히터의 소비동력을 더한 동력을 소비 하는 단점이 있다. 6 is an industrial chiller system composed of a
본 발명은 칠러 시스템을 이용 하여 산업용 설비(반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정설비 등)의 발열 부하(Heat load)가 년 중(Year load) 및 일중(Day load) 불규칙 적으로 변동 되는 운전 형태에서, 전기 히터를 사용 하지 않고 부분 부하(Part load) 운전을 하고, 냉각수의 온도 편차를 일정 하게 제어 하는 칠러 시스템을 제공 하는데 그 목적이 있다.According to the present invention, the heat load of an industrial facility (semiconductor manufacturing facility, laser, injection machine, medical device and chemical process facility, etc.) is irregularly generated during year and day load by using a chiller system. It is an object of the present invention to provide a chiller system that performs a part load operation without using an electric heater and constantly controls the temperature variation of the coolant in a variable operation mode.
본 발명은 응축압 제어변(30, 34), 핫 가스 제어변(31), 냉수 탱크(61) 및 액 냉매 제어변(33)을 기존의 냉동 공조 사이클인 압축기(1), 응축기(2), 팽창변(4) 및 증발기(3)에 추가로 부착한 형태로서, 산업용 제조 설비의 발열 부하(Heat load)가 년 중(Year load) 및 일중(Day load) 불규칙 적으로 변동 되는 부분 부하(Part load) 운전에서 전기 히터를 사용 하지 않고, 압축기(1)의 가변 용량 제어, 핫 가스 제어변(31) 및 응축압 제어변(30, 34)을 제어함으로서 대폭적인 소비동력을 절감하고, 연중(Year) 최적의 응축압 제어를 하고, 냉각수 출구온도의 온도 편차를 온도 센서(73, 74, 75)를 활용 하여 제어 하는 것을 특징으로 한다. The present invention uses the condensing pressure control valve (30, 34), the hot gas control valve (31), the
본 발명의 칠러 시스템은 냉각수 시스템에 전기 히터를 사용 하지 않고, 압축기의 용량 제어를 하고, 응축 압을 제어함으로서 칠러 시스템의 운전비용을 대폭적으로 줄일 수 있고, 냉각수 온도 편차를 정밀하게 제어 함으로서 산업용 설비의 안정적인 운전을 할 수 있는 이점이 있다.The chiller system of the present invention can significantly reduce the operating cost of the chiller system by controlling the capacity of the compressor and controlling the condensing pressure without using an electric heater in the cooling water system, and precisely controlling the cooling water temperature variation for industrial facilities. It has the advantage of stable operation.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칠러 시스템은, 냉매 가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매 가스를 압축기로 복귀시키는 증발기 및 공정 설비를 냉각 시키는 냉각수 시스템을 포함하여 이루어지는 칠러 시스템에 있어서,In order to achieve the above object, the chiller system according to the present invention includes a compressor for compressing and discharging a refrigerant gas at a high temperature and high pressure, a condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor in a liquid phase, and a high temperature condensed in the condenser. An expansion valve for expanding the high pressure liquid refrigerant into a low pressure liquid refrigerant, and evaporating while achieving a refrigerating effect by heat exchange with the object to be cooled using the latent heat of evaporation of the refrigerant evaporated from the expansion valve. A chiller system comprising an evaporator for returning a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant gas to a compressor, and a cooling water system for cooling a process facility.
상기 압축기(1), 증발기(3), 팽창변(4), 핫 가스 제어변(31), 액 냉매 제어변(33) 및 모세관(40, 41)으로 이루어지는 압축기 시스템(200);A compressor system (200) comprising the compressor (1), evaporator (3), expansion valve (4), hot gas control valve (31), liquid refrigerant control valve (33), and capillary tubes (40, 41);
상기 응축기(20, 21), 응축압 제어변(30, 34) 및 냉각 팬 모터(50)를 포함 하여 이루어지는 응축기 시스템(2);A condenser system (2) comprising the condenser (20, 21), condensing pressure control valve (30, 34) and a cooling fan motor (50);
냉각수 탱크(61), 냉각수 펌프(51) 및 공정 설비(60)로 이루어지는 냉각수 시스템(500)을 특징으로 한다.It is characterized by a
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the preferred embodiments based on the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors may properly interpret the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
이하, 본 발명에 의한 칠러 시스템을 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the chiller system which concerns on this invention is demonstrated, referring an accompanying drawing.
도1은 본 발명에 따른 칠러 시스템의 계통도를 나타낸 사이클 도면 이다.1 is a cycle diagram showing a schematic diagram of a chiller system according to the present invention.
참조부호 (1)는 압축기로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.
이 압축기(1)의 토출라인은 응축기(20) 및 응축기(21)에 연결 되어 있으며, 응축압 제어변(30)은 압축기(1)에서 응축기(20)의 배관에 위치한다.The discharge line of the
이때, 응축기(20, 21)에서 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 방열시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 되어 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 응축기(20, 21)는 공기 열교환기인 경우에는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 응축 기 내부를 유동하는 냉매가 송풍 공기에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다. At this time, by dissipating the refrigerant gas compressed and discharged from the
또한, 상기 응축기(20, 21)가 물 열교환기인 경우에는 판형 열교환기, 셀앤튜브 열교환기, 나관식 및 이중관식 열교환기 형태로서 열교환기 내부의 물에 열량을 빼앗겨 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다. In addition, when the
한편, 압축기(1)의 입구 라인 쪽에는 후술하는 팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열 교환시켜 냉동효과를 달성하는 증발기(3)가 연결된다. 상기 증발기(3)는 판형 열교환기, 셀앤튜브 열교환기, 나관식 및 이중관식 열교환기 등의 형태로서, 열교환기 내부의 냉각수에 온도(열량)를 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다. On the other hand, the inlet line side of the compressor (1) by evaporating the refrigerant flowing from the expansion valve (4) to be described later by using the latent heat of evaporation heat exchanged between the object and the refrigerant to be cooled to achieve the freezing effect (3) Is connected. The evaporator (3) is in the form of a plate heat exchanger, a cell-and-tube heat exchanger, a spiral tube and a double tube heat exchanger, and the like to take the temperature (heat) into the cooling water in the heat exchanger to perform the evaporation of the refrigerant.
그리고 증발기(3)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 증발기(3)로 공급하기 위한 팽창밸브(4)가 설치된다. 이 팽창밸브(4)는, 여기서는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 감온실 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 압력 전달 로드를 통하여 고압냉매유로의 궤도를 조절하는 내부균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 괘도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변, 모세관 형태 및 전자식 팽창변등을 사용하며 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다. At the inlet end of the
상기 압축기(1)에서 응축기 시스템(2)의 배관 상에서 분기한 배관 상에 핫 가스 바이 패스 제어변(31)있고, 후단으로는 모세관(40)이 연결 되어 지는 것이 바 람직하고, 모세관(40)의 출구 배관은 팽창변(4)과 증발기(3)의 사이의 배관에 연결되어 진다. It is preferred that the
또한, 압축기(1)의 출구 배관에서 응축기(20)의 연결 배관 상에 응축압력 제어변(30)이 있고, 응축기(20)의 출구 측과 응축기(21)의 출구 측을 연결하는 배관 상에 체크 밸브(34)가 있으며, 응축기 시스템(2)의 출구 측과 팽창변(4) 사이의 배관에서 액 냉매 제어변(33)이 분기 하여지고, 액 냉매 제어변(33)의 후단에는 모세관(41)이 부착되는 것이 바람직하며, 모세관(41)의 출구측은 압축기(1)의 흡입측 배관에 연결되어 진다.In addition, there is a condensation
한편, 냉각수 시스템(500)은 냉각수 펌프(51)의 출구는 의 저온의 냉각수가 공정 설비(60)의 열부하와 열교환후 온도 상승 하여서 칠러 시스템(300)의 증발기(3)에서 냉각 된 후 냉각수 탱크(61)에 인입되어지고, 냉각수 펌프(51)에 의해 공정 설비(60)에 재차 인입되어 진다.On the other hand, the
본 발명의 작동을 운전 형태에 따라 분류 하면, 1) 전부 운전 모드(Full load mode) 및 부분 부하 운전 모드(Part load)로 분류 할 수 있다. When the operation of the present invention is classified according to the type of operation, 1) it can be classified into a full load mode and a partial load mode.
먼저 1) 전 부하 운전 모드(Full load mode)는 도1의 공정 설비(60)의 냉각 요구 열 부하(Heat load)가 전 부하(Full load)인 상태로서, 압축기(1)는 최대 부하운전으로 운전하여지고, 응축기 시스템(2)의 응축기(20, 21)는 압축기(1)에서 토출 하는 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 응축하여 고압액냉매 상태로 팽창변(4)에 인입 시키고, 팽창변(4)은 증발기(3)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수 행되도록 증발기(3)로 공급하고, 증발기(3)는 팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이때의 증발잠열을 이용하여 냉각수 와 냉매를 열 교환시켜 냉각수를 냉각시키고 압축기(1)에 저온 저압의 가스 상태로 흡입 시킨다. First, the full load mode is a state in which the cooling demand heat load of the
본 운전 모드에서는 핫 가스 제어변(31)은 제어 상태로 운전 되고, 액 냉매 제어변(33)은 도2의 제어 계통도의 온도 센서(70)에 의해 압축기(1)의 토출온도가 설정치(예, 95℃)이상 일때 열림 상태(Open)가 되고, 설정치(예, 85℃) 이하에서는 닫힘(Close) 상태가 되고, 응축기 팬 모터(50)는 동절기 및 외기온도가 낮은 기상 조건에서는 응축 압력을 설정 압력으로 제어(On-off 또는 속도 제어 또는 인버터등)하며, 응축 압력 제어 변(30)은 하절기에는 열림(open)으로 운전 되고, 동절기 및 외기 온도가 낮은 기상 조건에서 응축 압력제어를 위하여 응축기 팬 모터(50)를 제어 하여도 응축압력 변동 폭이 크고, 응축기 팬 모터(50)의 제어가 단속적으로 이루어지거나, 인버터 제어시 최소 주파수(예, 20Hz) 제어 에서도 응축압력이 설정치(예, 15 bar) 이하로 낮아지는 현상이 발생하므로 이를 방지하기 위하여 응축압력 제어변(30)을 닫힘(Close)하여 응축기 전열 면적을 제어함으로서 정상적인 운전이 이루어지도록 한다. In this operation mode, the hot
본 모드에서의 칠러 시스템(300)의 제어는 도2에서 냉각수 시스템(500)의 온도 센서(73, 74, 75)의 온도 데이터를 주제어 장치(100)에서 계측하여서 냉각수 설정온도 비교하여서 설정온도 이상에서는 압축기(1)를 최대 용량으로 운전 시키고, 설정온도 이하에서는 가변 용량제어 압축기(1)의 적용 시에는 용량을 감소시키고, 정 용량(일정 용량)의 압축기(1)에서는 핫가스 제어변(31)을 제어함으로서 칠러 시 스템(300)의 냉각 용량을 감소 시키 므로서 냉각수의 온도를 설정온도로 유지 시킨다. In this mode, the
상기 응축 압력 제어변(30), 핫 가스 제어변(31) 및 액 냉매 제어변(32)은 솔레노이드 밸브형태에서는 열림/닫힘(on-off)제어를 하고, 비례 제어 밸브 형태에서는 비례제어 (0 - 100%) 되어 진다. The condensation
다음으로, 2) 부분 부하 운전 모드(Part load)는 도1의 공정 설비(60)의 냉각 요구 열 부하(Heat load)가 부분 부하(Part load)인 상태로서, 압축기(1)는 증발기(3) 출구의 저온 저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매가스로 압축하고, 응축기 시스템(2)의 응축기(20, 21)는 압축기(1)에서 토출 하는 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 응축하여 고압액냉매 상태로 팽창변(4)에 인입 시키고, 팽창변(4)은 증발기(3)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 증발기(3)로 공급하고, 증발기(3)는 팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이때의 증발잠열을 이용하여 냉각수 와 냉매를 열 교환시켜 냉각수를 냉각시키고 압축기에 저온 저압의 가스 상태로 흡입 시킨다. 2) The part load operation mode (Part load) is a state in which the cooling demand heat load of the
본 운전 모드에서는 핫 가스 제어변(31)은 제어 상태로 운전 되고, 액 냉매 제어변(33)은 도2의 제어 계통도의 온도 센서(70)에 의해 압축기(1)의 토출온도가 설정치(예, 95℃)이상 일때 열림 상태(Open)가 되고, 설정치(예, 85℃) 이하에서는 닫힘(Close) 상태가 되고, 응축기 팬 모터(50)는 동절기 또는 외기온도가 낮은 기상 조건 또는 부분 부하 운전에서 응축 압력을 설정 압력으로 제어(On-off, 속도 제어 또는 인버터등)하며, 응축 압력 제어변(30)은 하절기에는 열림(open)으로 운전 되고, 동절기 또는 외기 온도가 낮은 기상 조건 또는 부분 부하 운전에서 응축 압력제어를 위하여 응축기 팬 모터(50)를 제어 하여도 응축압력 변동 폭이 크고, 응축기 팬 모터(50)의 제어가 단속적으로 이루어지거나, 인버터 제어시 최소 주파수(예, 20Hz) 제어 에서도 응축압력이 설정치(예, 15 bar) 이하로 낮아지는 현상이 발생하므로 이를 방지하기 위하여 응축압력 제어변(30)을 닫힘(Close)하여 응축기 전열 면적을 제어함으로서 정상적인 운전이 이루어지도록 한다. In this operation mode, the hot
본 모드에서의 칠러 시스템(300)의 용량 제어는 압축기(1)가 정속(constant volume)형태이면 압축기(1)의 용량을 제어 하지 못함으로 핫 가스 제어변(31)을 단독 제어 하고, 가변(variable volume) 용량 형태(예, 인버터)에서는 압축기(1)의 용량을 제어와 핫 가스 제어 변(31)을 제어 하는 형태이다.In this mode, the capacity control of the
도2에서 냉각수 시스템(500)의 온도 센서(73, 74, 75)의 온도 데이터를 주제어 장치(100)에서 계측하여서 냉각수 설정온도 비교하여서 설정온도 이상에서는 정속(constant volume)형태 압축기(1)에서는 핫 가스 바이패스 제어변(31)을 제어 하여 핫 가스 바이 패스 량을 감소 제어 하여 칠러 시스템(300)의 냉각 능력을 증가 시키고, 가변(variable volume) 용량 형태(예, 인버터)에서는 압축기(1)의 용량을 증가(예, 인버터 압축기의 경우 주파수 증가 ; 50Hz -> 55Hz) 시키는 제어를 한다. In FIG. 2, the temperature data of the
상기, 핫 가스 제어 변(31)의 핫 가스 바이 패스 용량을 감소시키는 제어는 핫 가스 제어 변(31)이 솔레노이드 밸브이면 On-off time 주기를 길게 제어 하고, 비례 제어 밸브 형태에서는 비례제어 용량(예, 밸브 열림 정도 ; 50% -> 40%)을 감 소시킨다. The control for reducing the hot gas bypass capacity of the hot
한편, 냉각수의 온도가 설정온도 이하에서는 정속(constant volume)형태 압축기(1)에서는 핫 가스 제어 밸브(31)를 제어 하여 핫 가스 바이 패스 량을 증가 제어 하여 칠러 시스템(300)의 냉각 능력을 감소시키고, 가변(variable volume) 용량 형태(예, 인버터)에서는 압축기(1)의 용량을 감소(예, 인버터 압축기의 경우 주파수 감소 ; 50 Hz -> 45 Hz) 시키는 제어 하며, 인버터 압축기(1)의 주파수가 최소 제어 주파수(예; 30 Hz)에서는 핫 가스 밸브(31)를 제어 하여 냉각 용량을 감소시킨다.On the other hand, when the temperature of the coolant is lower than the set temperature, the
이때, 핫 가스 제어 변(31)의 핫 가스 바이 패스 용량을 증가 시키는 제어는 핫 가스 제어 변(31)이 솔레노이드 밸브이면 On-off time 주기를 길게 제어 하고, 비례 제어 밸브 형태에서는 비례제어 용량(예, 밸브 열림 정도 ; 50% -> 40%)을 감소시킨다.At this time, the control for increasing the hot gas bypass capacity of the hot
상기, 전 부하 모드(full load mode) 및 부분 부하 모드(part load mode)에서 기존의 칠러 시스템(chiller system)의 전기 히터(도7; 80)사용 하지 않으므로 대폭적인 에너지 절약을 할 수 있으며, 압축기(1)의 가변용량 적용 시에는 전기 히터(80) + 압축기(1)의 동력 절감으로 대폭적인 에너지 절감을 할 수 있다.In the full load mode and the partial load mode, the electric heater of the conventional chiller system (chiller system) (Fig. 7; 80) is not used, and thus a significant energy saving can be achieved. When the variable capacity of (1) is applied, it is possible to drastically reduce the energy by reducing the power of the electric heater 80 + the
도 3은 본 발명에 따른 칠러 시스템의 사이클을 나타낸 선도(P-i)로서 종래의 냉동 공조 사이클(i1', i2', i3‘)은 고압(P2‘) 및 저압(P1’)으로 작동하고, 본 발명의 사이클(i1, i2, i3)은 고압(P2) 및 저압(P1)으로 작동하는 시스템에서 토출 온도는 i2'가 i2보다 크므로 i2'가 고온 이 되고, 일량 (i2'-i1')이 일량(i2-i1)보다 크므로 종래의 냉동 공조 시스템이 더 많은 일 량과 높은 토출온도로 압축기(1)의 과부하로 인한 소손의 원인이 되며, 단위 냉각 능력(i1-i3)이 (i1'-i3')보다 커서 증발기(3)의 냉각능력을 향상 시켜서 증발기(3)의 출구의 냉각수의 냉각 능력을 향상 시킬 수 있다. 3 is a diagram Pi illustrating the cycle of the chiller system according to the present invention, wherein the conventional refrigeration air conditioning cycles i1 ′, i2 ′, i3 ′ operate at high pressure P2 ′ and low pressure P1 ′. In the cycles i1, i2, i3 of the invention, in the system operating at high pressure (P2) and low pressure (P1), the discharge temperature is i2 'is higher than i2, so i2' becomes high temperature, and the amount (i2'-i1 ') Since it is larger than this amount (i2-i1), the conventional refrigeration air conditioning system causes damage due to the overload of the compressor (1) with more amount and higher discharge temperature, and the unit cooling capacity (i1-i3) is (i1). It is larger than '-i3') to improve the cooling capacity of the evaporator (3) to improve the cooling capacity of the cooling water at the outlet of the evaporator (3).
도 4, 5는 본 발명에 따른 칠러 시스템의 전 부하 및 부분 부하운전 되었을 때의 시간 - 압력선도 및 압력 - 동력 선도로서 종래의 칠러 사이클(A-B-C')은 고압(P2‘)으로 작동하고, 본 발명의 사이클(A-B-C)은 고압(P2)으로서, 이때의 동력 소비는 P2에서 W1을, P2’에서 W2를 소비 하므로 W2 > W1 이므로 본 발명의 사이클이 기존의 칠러 시스템 보다 저에너지 소비의 고효율 사이클이다.4 and 5 are time-pressure diagram and pressure-power diagram when the full load and partial load operation of the chiller system according to the present invention, the conventional chiller cycle (AB-C ') is operated at a high pressure (P2') Since the cycle ABC of the present invention is a high pressure P2, the power consumption at this time consumes W1 at P2 and W2 at P2 ', so W2> W1, so that the cycle of the present invention has a lower energy consumption than a conventional chiller system. It's a cycle.
그러므로 본 발명에서는 부분 부하 운전 시의 소비 동력 절감 량은 [Wt = Wh(히터 소요 동력) + Wc(압축기 가변 용량 제어 동력 절 감량) + Wcond(응축 압력 제어 동력 절 감량)]의 고효율 운전이 가능하다.Therefore, in the present invention, the power consumption reduction rate at the time of partial load operation is capable of high efficiency operation of [Wt = Wh (heater required power) + Wc (compressor variable capacity control power saving) + Wcond (condensation pressure control power saving)). Do.
도 1은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 계통도를 나타낸 도면1 is a schematic diagram of a heat pump system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 제어 계통도를 나타낸 도면2 is a view showing a control system diagram of a heat pump system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 사이클 선도를 나타낸 도면3 is a view showing a cycle diagram of a refrigeration air conditioning system according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 시간-압력 선도를 나타낸 도면4 is a view showing a time-pressure diagram of a refrigeration air conditioning system according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 압력-소비 동력을 나타낸 도면5 is a view showing the pressure-consumption power of the refrigeration air conditioning system according to the present invention
도 6은 종래의 시스템의 실례의 계통도를 나타낸 도면6 is a schematic diagram of an example of a conventional system.
Claims (6)
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- 2009-05-06 KR KR1020090039072A patent/KR20100120323A/en not_active Withdrawn
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20090506 |
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PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
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