KR100307071B1 - Cold water producing refrigerating apparatus and method of controlling cooling capacity thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉동기에 의하여 냉수를 제조하는 냉수 제조 장치에 관한 것이다. 본 발명은 냉수를 압축식 냉동기의 증발기(1), 흡수식 냉동기의 증발기(8)의 순으로 흘림과 동시에 이 냉수의 흡수식 냉동기 입구 온도(압축식 냉동기 출구 온도)를 검출하고, 이 검출한 온도에 의거하여 항상 압축식 냉동기의 부하가 흡수식 냉동기의 부하보다 커지도록 각각의 냉동기를 제어하도록 한 것이다.The present invention relates to a cold water production apparatus for producing cold water by a freezer. The present invention flows cold water in the order of the evaporator 1 of the compressed refrigerator, and the evaporator 8 of the absorption refrigerator, and simultaneously detects the absorption chiller inlet temperature (compression freezer outlet temperature) of the cold water. Based on this, each of the refrigerators is controlled so that the load of the compressed refrigerator is larger than that of the absorption refrigerator.
이 구성에 의하여 압축식 냉동기에 우선적으로 부하를 인가할 수 있고 각각의 냉동기의 특성을 활용하여 에너지 절약 운전을 할 수 있다.By this configuration, it is possible to preferentially apply a load to the compression type refrigerator and make energy saving operation by utilizing the characteristics of each refrigerator.
Description
종래의 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기를 조합하여 냉수를 제조하는 장치에서는 냉수를 두 개의 냉동기에 직렬로 흘릴 경우, 흡수식 냉동기, 압축식 냉동기의 순으로 흘려 압축식 냉동기의 냉수 출구 온도를 일정하게 하는 제어방식을 취하고 있었다. 예를 들어 일본국 특개평 4-203771호 공보를 들 수 있다.In the conventional apparatus for producing cold water by combining a compressed refrigerator and an absorption refrigerator, when cold water flows in series in two refrigerators, a control is performed in which the cold water outlet temperature of the compressed refrigerator is constant by flowing in the order of the absorption refrigerator and the compressed refrigerator. I was taking the way. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 4-203771 can be given.
상기한 종래의 방식에서는 압축식 냉동기의 냉각수와 냉수의 온도차가 압축식 냉동기를 단독으로 사용하는 경우와 변함없이, 흡수식 냉동기와 압축식 냉동기를 직렬로 흘리는 운전방식으로 하여도 압축식 냉동기의 단위 냉각 능력 당 소비 전력은 줄어들지 않는다. 또한 흡수식 냉동기는 냉수 온도의 높은 쪽에 배치되기 때문에 단위 냉각 능력 당 가열량이 감소하나, 도 4에 나타낸 바와 같이 압축식 냉동기에 비해 감소 비율이 작고, 또한 피크 부하에 대응하는 운전이고, 운전시간도 짧기 때문에 에너지 절약 효과가 작은 결점이 있다.In the conventional method described above, the unit cooling of the compressed refrigerator is performed even if the temperature difference between the cooling water and the cold water of the compressed refrigerator is the same as that of using the compressor alone. Power consumption per capability does not decrease. In addition, since the absorption chiller is disposed at a higher side of the cold water temperature, the amount of heating per unit cooling capacity decreases, but as shown in FIG. 4, the reduction ratio is smaller than that of the compression chiller, and the operation corresponds to peak load, and the operation time is short. Therefore, the energy saving effect is small.
종래의 다른 방식으로서 냉수를 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기 순으로 직렬로 흘리는 방식이 있다. 예를 들어 일본국 특개소 58-129172호 공보를 들 수 있다. 이 방식에서, 냉수 제조 장치의 냉수 출구 온도를 일정하게 할 경우, 흡수식 냉동기가 베이스 로드 대응, 장시간 고부하 운전으로 되고 압축식 냉동기가 피크 부하대응, 단시간 운전으로 된다. 이 경우, 고정비용의 비율이 높은 전력을 동력원으로 하는 압축식 냉동기가 단시간 운전하게 되어, 전체 에너지비가 높아지는 결점이 있다.Another conventional method is to flow cold water in series in the order of a compression freezer and an absorption freezer. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 58-129172. In this manner, when the cold water outlet temperature of the cold water production apparatus is made constant, the absorption chiller becomes a base rod-compatible, a long time high load operation, and the compression chiller becomes a peak load-response, a short time operation. In this case, a compression type refrigerator using power having a high fixed cost ratio as a power source is operated for a short time, and thus there is a drawback that the total energy ratio is increased.
또 압축식 냉동기에 터보 냉동기를 사용할 경우, 냉각수와 냉수의 온도차가 설계점보다 일정이상 많아지면, 서징이 발생하여 운전할 수 없게 되기 때문에 터보 냉동기의 냉수 출구온도를 일정하게 하지 않으면 안된다. 이 때문에 냉수 제조장치의 냉수 출구온도를 일정하게 유지하기 위해서는 흡수식 냉동기를 베이스 로드로 하여 사용하지 않으면 안된다.In the case of using a turbo freezer for a compressed refrigerator, if the temperature difference between the coolant and the cold water exceeds a predetermined point, surging occurs and the operation cannot be performed, so the cold water outlet temperature of the turbo freezer must be made constant. For this reason, in order to keep the cold water outlet temperature of a cold water manufacturing apparatus constant, an absorption chiller must be used as a base rod.
본 발명은 냉수 제조장치 및 그의 냉동 용량 제어방법에 관한 것으로, 특히 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기를 조합하여 냉수를 제조하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing cold water and a method for controlling the freezing capacity thereof, and more particularly, to an apparatus for preparing cold water by combining a compression refrigerator and an absorption refrigerator.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 냉수 제조장치의 계통도,1 is a system diagram of a cold water production apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 냉수 제조장치의 계통도,2 is a system diagram of an apparatus for producing cold water according to another embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 냉수 제조장치의 계통도,3 is a system diagram of an apparatus for producing cold water according to still another embodiment of the present invention;
도 4는 온도 낙차와 냉동기에 대한 입력 관계를 나타낸 그래프,4 is a graph showing an input relationship between a temperature drop and a refrigerator;
도 5는 터보 압축기의 작동점과 서징점의 관계를 나타낸 그래프,5 is a graph showing a relationship between an operating point and a surging point of a turbo compressor;
도 6은 터보 압축기의 동작점과 효율의 관계를 나타낸 그래프,6 is a graph showing the relationship between the operating point and the efficiency of the turbo compressor;
도 7은 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기의 부하 분담과 냉수 온도의 관계를 나타낸 그래프,7 is a graph showing the relationship between the load sharing and the cold water temperature of the compression refrigerator and absorption refrigerator,
도 8은 냉방용 에너지 단가와 운전시간의 관계를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the relationship between the energy cost for cooling and operation time.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)(The best mode for carrying out the invention)
압축식 냉동기와 흡수식 냉동기를 조합하고, 냉수를 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기의 순으로 직렬로 흘리고, 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기의 중간의 냉수 온도를 검출하고, 그 온도가 일정하게 되도록 각각의 냉동기를 제어하면, 압축식 냉동기는 냉수 출구 온도를 일정하게 제어하는, 일반 냉동기의 제어와 동일하게 되어 냉각수 온도가 설계 사양 이하이면 압축식 냉동기의 압축기의 압축비는 과대하게 되는 일은 없다. 또 외부기온이 여름일수록 높아지고, 중간기 등에서 냉각수 온도가 낮아질 때는 사양의 냉각수 온도의 온도차에 따라 압축식 냉동기를 제어하는 조절계의 설정 온도를 내려도 압축기의 압축비를 설계치 이하로 할 수 있기 때문에 안전하고 안정된 운전을 할 수 있다.Combination of the compressor and absorption chiller is carried out, and the cold water is flowed in series in the order of the compression chiller and the absorption chiller, the temperature of the cold water between the compression chiller and the absorption chiller is detected and the respective chillers are kept constant. When controlled, the compression type refrigerator is the same as the control of a general refrigerator that constantly controls the cold water outlet temperature. When the cooling water temperature is equal to or less than the design specification, the compression ratio of the compressor of the compression type refrigerator is not excessive. In addition, when the outside air temperature increases in summer, and the coolant temperature decreases in the intermediate period, the compressor's compression ratio can be lower than the design value even if the set temperature of the control system controlling the compressor is reduced according to the temperature difference of the cooling water temperature of the specification. can do.
각 냉동기를 제어하는 제어장치의 온도 검출기를 두 개의 냉동기 사이의 냉수 배관에 설치하고, 흡수식 냉동기의 조절계의 설정 온도를 압축식 냉동기의 조절계의 설정 온도보다도 항상 높게 설정함으로써 먼저 압축식 냉동기에 부하가 인가되고, 압축식 냉동기에 의해 냉각할 수 없고, 압축식 냉동기의 냉수 출구온도가 제어장치의 설정 온도이상이 되면 흡수식 냉동기의 제어장치가 작동하여 흡수식 냉동기에 부하가 인가되게 된다.The temperature detector of the control device controlling each refrigerator is installed in the cold water pipe between the two refrigerators, and the load of the compressor is first loaded by setting the temperature of the controller of the absorption chiller always higher than the temperature of the controller of the compressor. When it is applied and cannot be cooled by the compressed refrigerator, and the cold water outlet temperature of the compressed refrigerator is higher than the set temperature of the controller, the controller of the absorber refrigerator is operated to apply a load to the absorber refrigerator.
부하가 적을 때는 압축식 냉동기만 운전하고, 부하가 증가하여 압축식 냉동기의 출력이 100%가 되었을 때 흡수식 냉동기를 기동하고, 압축식 냉동기의 출력을 100%로 고정하면, 압축식 냉동기가 전부하로 운전되고, 부족분을 흡수식 냉동기로 보충하게 된다.When the load is low, operate only the compressed refrigerator, and when the load increases and the output of the compressed refrigerator reaches 100%, start the absorption refrigerator and fix the compressed refrigerator at 100%. It is run and the deficit is replenished with an absorption chiller.
또한 실제로는 흡수식 냉동기도 연속 운전할 수 있는 최소 냉동 용량이 있고, 흡수식 냉동기의 연료 제어계의 개방도, 또는 제어장치의 출력이 최소 용량이하인 경우, 압축식 냉동기의 제어장치를 작동시켜, 두 개의 냉동기의 능력이 부하에 알맞게 조절되어 부하가 증가하여 압축식 냉동기의 출력이 100%가 되어 흡수식 냉동기의 출력이 최소 용량 이상이 되었을 때 압축식 냉동기의 출력을 100%로 고정하고, 흡수식 냉동기의 제어장치를 부하에 알맞은 출력으로 작동시킴으로써 압축식 냉동기에 부하를 우선적으로 인가한다.In addition, when the absorption chiller also has a minimum refrigeration capacity for continuous operation, and the opening of the fuel control system of the absorption chiller, or the output of the control unit is less than the minimum capacity, by operating the control of the compressed refrigerator, The capacity is adjusted according to the load, the load increases, the output of the compressed refrigerator becomes 100%, and when the output of the absorbed refrigerator becomes more than the minimum capacity, the output of the compressed refrigerator is fixed to 100%. The load is preferentially applied to the compression freezer by operating at an output suitable for the load.
(발명의 개시)(Initiation of invention)
압축식 냉동기와 흡수식 냉동기 두 개의 냉동기에 냉수를 직렬로 흘려 냉수를 제조하는 종래의 장치에서는 각각의 냉동기의 특성이 활용되지 않아 에너지 절약이 되어 있지 않다는 문제가 있었다.In the conventional apparatus for manufacturing cold water by flowing cold water in two freezers in a compression freezer and an absorption freezer, there is a problem in that energy saving of the freezer is not utilized.
본 발명의 목적은 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기를 조합하여 에너지 절약, 저운전 비용을 도모할 수 있는 냉수 제조장치 및 그의 냉동 용량 제어방법을 얻는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a cold water production apparatus capable of achieving energy saving and low operating cost by combining a compression refrigerator and an absorption refrigerator, and a method for controlling the freezing capacity thereof.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1특징은 터보압축기, 응축기, 증발기를 냉매 배관에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 압축식 냉동기와, 증발기, 흡수기, 응축기, 재생기를 배관, 유로에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 흡수식 냉동기를 가지고, 상기 양 냉동기를 냉수 배관에 의하여 직렬로 접속하여 냉수가 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기의 순으로 흐르는 구성으로 한 냉수 제조장치에 있어서 흡수식 냉동기 입구의 냉수의 온도를 검출하는 수단과, 흡수식 냉동기의 부하보다도 압축식 냉동기의 부하를 크게 하도록 상기 냉수의 온도를 설정함과 동시에 상기 수단에 의하여 검출된 냉수의 온도가 상기 설정 온도가 되도록 상기 양 냉동기의 냉동 용량을 제어하는 제어수단을 가지는 데에 있다.In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is to connect a turbo compressor, a condenser, and an evaporator by a refrigerant pipe, and a compressor-type compressor having a refrigeration cycle, an evaporator, an absorber, a condenser, and a regenerator by a pipe and a flow path. Cold water at the inlet of the absorption chiller in a cold water production apparatus having an absorption chiller configured to be connected to a refrigeration cycle, wherein the chillers are connected in series by cold water piping, and the cold water flows in the order of the compression chiller and the absorption chiller. Means for detecting the temperature of the cold water; and setting the temperature of the cold water so as to increase the load of the compressed refrigerator more than the load of the absorption chiller, and freezing the chillers so that the temperature of the cold water detected by the means is the set temperature. It is to have a control means for controlling the capacity.
또 본 발명의 제 2특징은 터보압축기, 응축기, 증발기를 냉매 배관에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 압축식 냉동기와, 증발기, 흡수기, 응축기, 재생기를 배관, 유로에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 흡수식 냉동기를 가지며, 상기 양 냉동기를 냉수 배관에 의하여 직렬로 접속하여 냉수가 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기의 순으로 흐르는 구성으로 한 냉수 제조장치에 있어서, 상기 압축식 냉동기는 압축식 냉동기의 냉수 출구 온도를 검출하는 수단과, 이 수단에 의하여 검출된 냉수 출구온도가 흡수식 냉동기의 부하보다도 압축식 냉동기의 부하를 크게 하는 설정 온도로 되도록 압축식 냉동기의 냉동 용량을 제어하는 제어수단을 구비하며 상기 흡수식 냉동기는 흡수식 냉동기의 냉수 입구 온도를 검출하는 수단과, 이 수단에 의하여 검출된 냉수 입구 온도가 흡수식 냉동기의 부하보다도 압축식 냉동기의 부하를 크게 하는 설정온도로 되도록 흡수식 냉동기의 냉동 용량을 제어하는 제어 수단을 구비하는 데에 있다.A second feature of the present invention is to connect a turbo compressor, a condenser, and an evaporator by a refrigerant pipe, and to connect a compressor, an evaporator, an absorber, a condenser, and a regenerator, by piping and a flow path. In a cold water producing apparatus having an absorption chiller constituted, wherein both chillers are connected in series by cold water pipes, and the cold water flows in the order of the compressed chiller and the absorber chiller. Means for detecting a cold water outlet temperature and control means for controlling the freezing capacity of the compressed refrigerator such that the cold water outlet temperature detected by the means is a set temperature at which the load of the compressed refrigerator is larger than that of the absorber refrigerator. The absorption chiller comprises means for detecting the cold water inlet temperature of the absorption chiller, Is on the detected temperature by the cold water inlet to the set temperature than that of the absorption chiller loads increase the load of the compression type refrigerating machine is in to a control means for controlling the refrigeration capacity of the absorption chiller.
또 본 발명의 제 3특징은 터보압축기, 응축기, 증발기를 냉매 배관에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 압축식 냉동기와, 증발기, 흡수기, 응축기, 재생기를 배관, 유로에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 흡수식 냉동기를 가지며, 상기 양 냉동기를 냉수 배관에 의하여 직렬로 접속하여 냉수가 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기의 순으로 흐르는 구성으로 한 냉수 제조장치에 있어서, 상기 압축식 냉동기는 압축식 냉동기의 냉수 출구온도를 검출하는 수단과, 이 수단에 의하여 검출된 냉수 출구 온도가 흡수식 냉동기의 부하보다도 압축식 냉동기의 부하를 크게 하는 설정온도로 되도록 압축식 냉동기의 냉동 용량을 제어하는 제어수단을 구비하는 것으로서, 상기 흡수식 냉동기는 흡수식 냉동기의 냉수 입구 온도를 검출하는 수단과, 이 수단에 의하여 검출된 냉수 입구온도가 흡수식 냉동기의 부하보다도 압축식 냉동기의 부하를 크게 하는 설정 온도로 되도록 흡수식 냉동기의 냉동 용량을 제어하는 제어수단을 구비하는 것으로, 압축식 냉동기의 입구, 또는 출구의 냉각수 온도를 검출하는 수단과, 이 수단에 의하여 검출된 냉각수 온도가 상승함에 따라 압축식 냉동기의 냉수 출구의 설정온도와 흡수식 냉동기의 냉수 입구의 설정온도를 올리고, 상기 검출된 냉각수 온도가 저하함에 따라 상기 압축식 냉동기의 냉수 출구의 설정 온도와 상기 흡수식 냉동기의 냉수 입구의 설정온도를 내리도록 제어하는 제어수단을 가지는 데에 있다.A third feature of the present invention is to connect a turbo compressor, a condenser, and an evaporator by a refrigerant pipe, and to connect a compressor-type compressor having a refrigeration cycle, an evaporator, an absorber, a condenser, and a regenerator by a pipe and a flow path, thereby providing a refrigeration cycle. In a cold water producing apparatus having an absorption chiller constituted, wherein both chillers are connected in series by cold water pipes, and the cold water flows in the order of the compressed chiller and the absorber chiller. Means for detecting a cold water outlet temperature and control means for controlling the freezing capacity of the compressed refrigerator such that the cold water outlet temperature detected by the means is a set temperature at which the load of the compressed refrigerator is larger than that of the absorber refrigerator. Wherein the absorption chiller is means for detecting the cold water inlet temperature of the absorption chiller And control means for controlling the freezing capacity of the absorption chiller such that the cold water inlet temperature detected by this means is a set temperature which increases the load of the compression chiller rather than the load of the absorption chiller. Or means for detecting the cooling water temperature at the outlet, and raising the set temperature of the cold water outlet of the compressed refrigerator and the set temperature of the cold water inlet of the absorption refrigerator as the cooling water temperature detected by the means increases. It is to have a control means for controlling to lower the set temperature of the cold water outlet of the compressed refrigerator and the set temperature of the cold water inlet of the absorption chiller as it is lowered.
또한 본 발명의 제 4특징은 터보압축기, 응축기, 증발기를 냉매 배관에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 압축식 냉동기와, 증발기, 흡수기, 응축기, 재생기를 배관, 유로에 의하여 접속하여 냉동 사이클이 구성되어 있는 흡수식냉동기를 가지고, 상기 양 냉동기를 냉수 배관에 의하여 직렬로 접속하여 냉수가 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기의 순으로 흐르는 구성으로 한 냉수 제조장치의 냉동 용량 제어방법에 있어서, 흡수식 냉동기 입구의 냉수 온도가 흡수식 냉동기의 부하보다도 압축식 냉동기의 부하를 크게 하도록 설정 온도로 되도록 각각의 냉동기의 냉동 용량을 제어하는 데에 있다.In addition, a fourth aspect of the present invention is to connect a turbo compressor, a condenser, and an evaporator by a refrigerant pipe, and a refrigeration cycle comprising a refrigeration cycle, an evaporator, an absorber, a condenser, and a regenerator by a pipe and a flow path, thereby providing a refrigeration cycle. A refrigeration capacity control method of a cold water production apparatus having an absorption chiller configured in such a manner that both chillers are connected in series by a cold water pipe, and that cold water flows in the order of a compression chiller and an absorption chiller. The refrigeration capacity of each refrigerator is controlled so that the cold water temperature becomes a set temperature so that the load of the compressed refrigerator is larger than that of the absorption chiller.
상기한 제 1, 2 및 4의 특징을 가지는 본 발명에 의하면, 냉방에 사용하기 위한 냉수가 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기 순으로 흘리고, 다시 공조부하로 흐르는 구성으로 하고, 압축식 냉동기 출구냉수(흡수식 냉동기 입구 냉수)의 온도를 검지하고, 이 검지된 온도가 설정온도로 되도록 양 냉동기를 제어하도록 하고, 다시 이 설정온도는 압축식 냉동기의 부하가 흡수식 냉동기의 부하보다도 항상 커지는 온도로 하고 있다. 일반적으로 압축식 냉동기는 전기를 이용하고 있으나, 전력 요금은 사용량이 증가하면 급격하게 저하하는 경향이 있다. 본 발명에서는 압축식 냉동기를 흡수식 냉동기보다 우선적으로 사용하도록 하고 있기 때문에 양 냉동기를 합한 전체 운전 비용을 저감할 수 있다.According to the present invention having the above-mentioned characteristics of the first, second and fourth, the cold water for cooling is flowed in the order of the compression freezer and the absorption freezer, and then flows to the air conditioning load, and the cold freezer outlet cold water (absorption type) The temperature of the freezer inlet cold water) is detected, and both of the refrigerators are controlled so that the detected temperature is a set temperature, and this set temperature is such that the load of the compression type refrigerator is always greater than the load of the absorption type refrigerator. In general, the compressed refrigerator uses electricity, but the power rate tends to decrease rapidly as the usage increases. In the present invention, the compression type refrigerator is used in preference to the absorption type refrigerator, and therefore, the overall operating cost combined with both of the refrigerators can be reduced.
또 공조 부하는 대략 대기 온도에 비례하여 변하고, 일반적으로 냉동기로부터의 폐열을 받아들인 냉각수는 냉각탑(쿨링 타워)에서 냉각되기 때문에 냉동기의 냉각수 입구 온도도 대기 온도에 따라 오르내린다. 따라서 냉동기의 냉각수 입구 온도는 공조 부하에 따라 오르내린다는 특성이 있다. 상기한 제 3의 특징을 가지는 본 발명에 의하면, 공조 부하가 감소한 경우, 압축식 냉동기의 냉각수 입구 또는 출구 온도에 따라 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기 중간의 냉수 온도를 내리도록제어하기 때문에 압축식 냉동기를 전부하 장기 운전으로, 흡수식 냉동기를 단시간 피크 부하용으로서 사용할 수 있다. 냉동기의 에너지원인 전기와 가스에 의한 냉방용 에너지 단가를 비교하면, 전기에 의한 냉방용 에너지 단가는 장기간 운전할 경우, 가스의 경우보다 저렴하다. 압축식 냉동기는 전기로, 흡수식 냉동기는 가스로 운전하는 것이 일반적이기 때문에 이와 같은 압축식 냉동기의 전부하 장기 운전을 행하여 압축식 냉동기를 우선적으로 사용함으로써 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다.In addition, the air-conditioning load changes approximately in proportion to the ambient temperature, and in general, since the coolant receiving waste heat from the freezer is cooled in a cooling tower (cooling tower), the coolant inlet temperature of the freezer also rises and falls with the ambient temperature. Therefore, the coolant inlet temperature of the refrigerator has a characteristic of rising and falling with the air conditioning load. According to the present invention having the above-described third feature, when the air-conditioning load is reduced, the compressed chiller is controlled to lower the cold water temperature between the compressed chiller and the absorbing chiller according to the cooling water inlet or outlet temperature of the compressed chiller. By full load long term operation, the absorption chiller can be used for short peak loads. Comparing the energy cost for cooling by gas and electricity, which are energy sources of the refrigerator, the energy cost for cooling by electricity is lower than that of gas when operated for a long time. Since a compression refrigerator is generally operated with an electric furnace and an absorption refrigerator with a gas, it is possible to reduce the running cost by preferentially using a compressed refrigerator by performing long-term operation of such a fully loaded compressor.
이하 본 발명의 일실시예를 도 1에 의하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에서 1은 압축식 냉동기의 증발기, 2는 압축기, 3은 전동기, 4는 압축식 냉동기의 응축기, 5는 압축기 유입 냉매 가스 제어베인, 6은 제어베인 구동장치, 7은 압축식 냉동기의 냉매 팽창밸브, 8은 흡수식 냉동기의 증발기, 9는 흡수식 냉동기의 흡수기, 10은 흡수식 냉동기의 응축기, 11은 흡수식 냉동기의 재생기, 12는 연료 제어밸브, 13은 연료 제어밸브 구동장치, 14는 연료 배관, 15는 압축식 냉동기의 냉각수, 16은 냉각 장치 입구 냉수, 17은 중간 온도 냉수, 18은 냉각 장치 출구 냉수, 19는 압축식 냉동기용 온도 조절계, 20은 흡수식 냉동기 입구 온도 조절계, 21은 흡수식 냉동기 출구 온도 조절계, 22는 압축식 냉동기 냉각수 온도 조절계, 23은 선택 연산기, 24는 압축식 냉동기 냉수 출구 온도 센서, 25는 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 센서, 26은 압축식 냉동기 냉각수 입구 온도 센서, 27은 흡수식 냉동기 냉수 출구 온도 센서이다.1 to 1 is an evaporator of a compressed refrigerator, 2 is a compressor, 3 is an electric motor, 4 is a condenser of a compressed refrigerator, 5 is a compressor control refrigerant gas control vane, 6 is a control vane driving device, 7 is a refrigerant of a compressed refrigerator. Expansion valve, 8 is evaporator of absorption chiller, 9 is absorber of absorption chiller, 10 is condenser of absorption chiller, 11 is regenerator of absorption chiller, 12 is fuel control valve, 13 is fuel control valve drive, 14 is fuel pipe, 15 is the chilled water of the compressed chiller, 16 is the chilled water inlet chiller, 17 is the medium temperature cold water, 18 is the chilled water outlet cold water, 19 is the temperature controller for the compressed chiller, 20 is the absorption chiller inlet temperature controller, 21 is the absorption chiller outlet Temperature controller, 22 is a compressed chiller coolant temperature controller, 23 is a selectable calculator, 24 is a compressed chiller cold water outlet temperature sensor, 25 is an absorbed chiller cold water inlet temperature sensor, 26 is a compressed chiller The coolant inlet temperature sensor, 27 is an absorption chiller cold water outlet temperature sensor.
냉각 장치 입구 냉수(16)는 먼저 압축식 냉동기의 증발기(1)에 들어가 냉각되어 중간 온도 냉수(17)가 되고, 흡수식 냉동기의 증발기(8)에 들어가 다시 냉각되어 냉각 장치 출구 냉수(18)가 되어 유출한다.The chiller inlet chilled
압축식 냉동기용 온도 조절계(19)는 압축식 냉동기에 의해 냉각되어 유출하는 중간 온도 냉수(17)의 온도를 압축식 냉동기 냉수 출구 온도 센서(24)로 검출하여 압축기 유입 냉매 가스 제어베인(5)을 개폐하는 제어베인 구동장치(6)에 제어출력을 전달하고 압축기 유입 냉매 가스 제어베인(5)은 중간 온도 냉수(17)의 온도가 주어진 설정치가 되도록 작동한다.The compressor
또한 본 실시예에서는 제어 베인에 의해 압축기 흡입측의 유로 단면적을 가변으로 하여 압축식 냉동기 용량 제어를 행하나, 압축기의 회전수를 가변으로 하여 압축기 회전수 제어를 행하여 압축식 냉동기 용량제어를 행할 수도 있다.In addition, in the present embodiment, the control vane is used to control the compressor chiller capacity by varying the cross-sectional area of the compressor suction side, but the compressor speed is controlled by varying the rotation speed of the compressor. have.
흡수식 냉동기 입구 온도 조절계(20)는 중간 온도 냉수(17)의 온도를 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 센서(25)로 검출하여 흡수식 냉동기의 연료 제어밸브(12)를 개폐하는 연료 제어밸브 구동장치(13)에 제어출력을 선택 연산기(23)를 개재하여 부여하고, 연료 제어밸브 구동장치(13)는 중간 온도 냉수(17)의 온도가 주어진 설정치가 되도록 작동한다.The absorption chiller
흡수식 냉동기 출구 온도 조절계(21)는 냉각 장치 출구 냉수(18)의 온도를 흡수식 냉동기 냉수 출구 온도 센서(27)로 검출하여 설정 온도 이하로 내려가면, 폐쇄신호를 선택 연산기(23)에 부여한다. 선택 연산기(23)는 흡수식 냉동기 입구 온도 조절계(20)와 흡수식 냉동기 출구 온도 조절계(21)의 출력신호를 비교하여 낮은 쪽의 신호를 선택하여 연료 제어밸브 구동장치(13)에 부여한다.The absorption chiller
압축식 냉동기 냉각수 온도 조절계(22)는 압축식 냉동기의 냉각수(15)의 입구 온도를 압축식 냉동기 냉각수 입구 온도 센서(26)로 검출하고, 압축식 냉동기의냉각수(15)의 입구 온도가 변화한 값에 정해진 비율을 곱하여 압축식 냉동기용 온도 조절계(19), 흡수식 냉동기 입구 온도 조절계(20)의 설정치를 변화시킨다.The compressed refrigerator
이와 같은 구성으로 하면, 압축식 냉동기에서의 상기식 (1)에 나타낸 온도 낙차가 작아지고, 도 4에 나타낸 바와 같이 압축식 냉동기는 대략 온도 낙차의 감소에 비례하여 입력(소요 동력)이 감소하나, 흡수식 냉동기는 압축식 냉동기에 비교하면 구동 입력의 감소가 작다는 특성이 있기 때문에 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기 합계의 구동 입력을 아주 적게 할 수 있다.With such a configuration, the temperature drop shown in Equation (1) in the compression freezer becomes small, and as shown in FIG. 4, the compression freezer reduces the input (required power) in proportion to the decrease in temperature drop. As the absorption chiller has a characteristic that the reduction of the driving input is smaller than that of the compression chiller, the driving input of the total compression compressor and the absorption chiller can be very small.
압축식 냉동기의 냉수 출구 온도가 되는 중간 온도 냉수(17)를 설정 온도가 되도록 제어하는 압축식 냉동기용 온도 조절계(19)의 설정치를 압축식 냉동기의 냉각수(15)의 입구 온도가 바뀐 비율에 따라 변화시킴으로써 압축식 냉동기의 온도 낙차를 일정하게 할 수 있고, 압축식 냉동기를 효율좋게 운전할 수 있다.The set value of the
압축기에 터보 압축기를 사용하는 경우, 냉각수 입구 온도가 높을 때 냉수 출구 온도를 낮게 하면, 압축비가 높아지고, 도 5에 나타낸 바와 같이 작동점이 설계점 A보다 높은 B점으로 옮겨가고, 서징점에 가까워져 운전할 수 없게 되는 특성이 있기 때문에 압축비를 일정이하로 하는 것이 특히 중요하게 된다.In the case of using a turbo compressor for the compressor, if the cold water outlet temperature is lowered when the coolant inlet temperature is high, the compression ratio becomes high, and as shown in FIG. 5, the operating point is moved to the B point higher than the design point A, and the operating point approaches the surging point. It is especially important to keep the compression ratio below a certain amount because of the characteristic that it becomes impossible.
또 압축기에 터보 압축기를 사용하고, 터보 압축기의 최대 압축비를 냉각 장치 출구 냉수(18)의 온도까지 냉각할 수 있는 압축비로 설계하면, 중간 온도 냉수(17)의 온도를 냉각수 온도에 관계없이 변경할 수 있으나, 도 6의 C점과 D점사이에서 운전함으로써 전부하시에는 효율이 나쁜 D점에서 운전하게 되기 때문에 큰 구동력이 필요하게 된다.In addition, if a turbo compressor is used for the compressor, and the maximum compression ratio of the turbo compressor is designed to be a compression ratio capable of cooling to the temperature of the cooling device outlet
터보 압축기를 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기가 전 부하로 운전할 때의 중간 온도 냉수(17)의 온도까지 냉각하는 압축비에 대응하도록 설계하면, 터보 압축기의 특성이 도 6의 점선과 같이 되어 전부하시의 작동점(D)의 효율은 d에서 d'로 대폭 상승하여 온도 낙차에 대략 비례하여 동력이 감소한다.If the turbo compressor is designed to correspond to the compression ratio of cooling the compressor to the temperature of the intermediate temperature
터보 압축기의 작동점의 압축비를 도 6의 D점 이상이 되지 않도록 하기 위하여 압축식 냉동기의 냉각수(15)의 입구 온도가 설계치보다 저하한 값에 따라 압축식 냉동기용 온도 조절계(19)의 설정 온도를 내리면 좋아진다.In order to prevent the compression ratio of the operating point of the turbo compressor from being equal to or higher than the point D in FIG. 6, the set temperature of the
공조 부하는 개략 대기 온도에 비례하여 변하고, 일반적으로 냉각수는 냉각탑에서 냉각하고 있기 때문에 냉각수 온도도 대기온도에 따라 오르내린다. 따라서 공조 부하가 감소하여 공조 부하측에서 되돌아 온 냉각 장치 입구 냉수(16)의 온도가 내려진 경우 냉각수 온도도 내려가 있기 때문에 압축식 냉동기의 냉각수(15)의 입구 온도의 저하에 따라 압축식 냉동기용 온도 조절계(19)의 중간 온도 냉수(17)의 설정 온도를 내림으로써 압축식 냉동기가 항상 거의 전 부하로 운전되게 된다.The air-conditioning load changes in proportion to the approximate atmospheric temperature, and since the cooling water is generally cooled in the cooling tower, the cooling water temperature also rises and falls with the atmospheric temperature. Therefore, when the air conditioning load decreases and the temperature of the cooling device inlet
흡수식 냉동기는 중간 온도 냉수(17)의 온도를 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 센서(25)로 검출하고, 이 온도가 일정하게 되도록 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 조절계(20)에 의하여 제어된다. 따라서 부하가 줄어들면, 냉각 장치 출구 냉수(18)의 온도는 상승하고, 중간 온도 냉수(17)의 온도에 가까워진다. 이와 같은 제어로 하면, 흡수식 냉동기도 냉수와 냉각수의 온도낙차가 작아지기 때문에 구동력이 감소하고, 에너지 절약이 된다.The absorption chiller detects the temperature of the intermediate temperature
흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 조절계(20)도 압축식 냉동기용 온도 조절계(19)와 마찬가지로 압축식 냉동기의 냉각수(15)의 온도에 의하여 설정치가 변하게 되나, 항상 압축식 냉동기용 온도 조절계(19)의 설정치보다 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 조절계(20)가 약간 높은 온도로 설정되도록 한다. 이와 같이 하면, 우선 압축식 냉동기가 전부하가 되고, 압축식 냉동기의 능력보다 부하가 많고 중간 온도 냉수(17)의 온도가 압축식 냉동기용 온도 조절계(19)의 설정치 이상이 된 후, 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 조절계(20)가 작동하고, 흡수식 냉동기의 연료 배관(14)을 흐르는 연료를 증가시켜 부하에 대하여 압축식 냉동기의 능력 부족분을 보충하도록 운전되게 된다.As in the absorption chiller cold water
흡수식 냉동기의 냉수 출구 온도 조절계(21)는 냉각 장치 출구 냉수(18)의 온도를 흡수식 냉동기 냉수 출구 온도 센서(27)로 검출하고, 설정치 이하가 되면 연료 제어밸브(12)를 폐쇄하는 방향의 제어신호를 출력한다. 선택 연산기(23)는 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 조절계(20)의 출력신호와 흡수식 냉동기 냉수 출구 온도 조절계(21)의 출력신호를 비교하고, 연료제어 밸브(12)를 폐쇄하는 방향의 신호를 선택하여 연료 제어밸브 구동장치(13)에 신호를 출력한다. 따라서 냉각 장치 냉수 출구(18)의 온도가 설정치보다 내려가는 것, 즉 과냉각을 방지할 수 있다.The cold water
이상 설명한 것을 도에 나타내면, 도 7과 같이 된다.When the above-mentioned thing is shown in FIG., It will become like FIG.
부하가 100%인 경우는 냉수를 공조 부하에 7℃로 보내고(R점), 공조 부하로부터 14℃로 되돌아 온다(P점). 부하가 0% 경우는 냉수를 공조 부하에 8℃로 보내고, 공조 부하로부터 동일 온도인 8℃로 되돌아 온다(Z점).If the load is 100%, cold water is sent to the air-conditioning load at 7 ° C (R point), and back to 14 ° C from the air-conditioning load (P point). If the load is 0%, cold water is sent to the air-conditioning load at 8 ° C, and it returns to 8 ° C which is the same temperature from the air-conditioning load (Z point).
부하가 100% 인 경우는 공조 부하로부터 14℃로 되돌아 온 냉수(P점)를 압축식 냉동기가 그 최대 능력에서 3.5℃내려 10.5℃로 하고(Q점), 다시 흡수식 냉동기가 그 최대 능력에서 10.5℃내지 3.5℃내려 7℃로 하여 공조 부하로 보낸다(R점).If the load is 100%, the cold water (point P) returned to 14 ° C from the air conditioning load is 3.5 ° C at its maximum capacity to 10.5 ° C (Q point), and the absorption type refrigerator is 10.5 at the maximum capacity. It is sent to the air-conditioning load by bringing the temperature from 7 ° C. to 3.5 ° C. to 7 ° C.
부하가 내려지면, 공조 부하에서 되돌아 온 냉수의 온도는 부하 100% 일 때에 비하여 낮아진다(예를 들어 S점). 그리고 부하100%일 때와 마찬가지로 압축식 냉동기의 최대 능력에서 약 3.5℃내려 T점으로 하고, 다시 흡수식 냉동기를 용량 제어하여 U점까지 냉각하여 공조 부하에 보낸다.When the load is lowered, the temperature of the cold water returned from the air conditioning load is lower than when the load is 100% (for example, S point). Then, as in the case of 100% load, the maximum capacity of the compressed refrigerator is lowered to about 3.5 ° C. to the T point, and the absorption type refrigerator is controlled again, cooled to the U point, and sent to the air conditioning load.
따라서 본 발명에서는 압축식 냉동기에 우선적으로 부하가 인가되도록 되어 있다.Therefore, in the present invention, the load is preferentially applied to the compressor.
부하가 46%전후가 되면, 흡수식 냉동기를 정지하고 압축식 냉동기의 최대 능력만으로 대응할 수 있게 된다(V점에서 W점).When the load is about 46%, the absorption chiller can be stopped and responded only by the maximum capacity of the compressed refrigerator (point W at V).
다시 부하가 저하하면, 압축식 냉동기만을 용량제어하여 대응한다(예를 들어 X점에서 Y점).When the load decreases again, only the compressed refrigerator is controlled by volume control (for example, X point to Y point).
도 7에 나타낸 바와 같이 전운전 영역에서 압축식 냉동기에 부하가 우선적으로 인가되고, 압축식 냉동기는 장시간 고부하 운전이 된다. 흡수식 냉동기는 피크 부하시에만 운전하게 되어 단시간 운전이 된다.As shown in FIG. 7, the load is preferentially applied to the compression type refrigerator in the pre-operation region, and the compression type refrigerator is subjected to a high load operation for a long time. Absorption chillers operate only at peak loads, resulting in short run times.
일본과 같이 중위도에 위치하는 장소에서는 년 평균 여름의 냉방 부하는 피크 부하의 약 40%로 되어 있다. 따라서 압축식 냉동기의 용량을 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기의 합계 용량의 40% ~ 50%로 선정하면, 압축식 냉동기가 년간 운전시간의 약 절반을 전부하로 운전하게 되어 전체의 효율이 높아진다.In mid-latitude locations such as Japan, the average annual summer cooling load is about 40% of the peak load. Therefore, if the capacity of the compressed refrigerator is selected from 40% to 50% of the total capacity of the compressed refrigerator and the absorption refrigerator, the compressed refrigerator operates about half of the operating time per year at full load, thereby increasing the overall efficiency.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도이다. 압축식 냉동기의 냉각수(15)의 출구 온도를 압축식 냉동기 냉각수 출구 온도 센서(28)로 검출하고, 도 1의 실시예와 마찬가지로 제어하는 것으로 압축식 냉동기용 온도 조절계(19), 흡수식 냉동기 냉수 입구 온도 조절계(20)의 설정치를 냉각수(15)의 출구 온도에 의하여 바꿈으로써 도 1의 실시예와 동등한 효과를 얻을 수 있다.2 is a view showing another embodiment of the present invention. The outlet temperature of the cooling
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도이다. 흡수식 냉동기에 증기를 구동원으로 하는 것을 사용하고, 증기 배관(31)을 지나 유입하는 증기를 증기 제어밸브(29) 및 증기 제어밸브 구동장치(30)에 의하여 제어하는 것으로, 도 1의 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.3 is a view showing another embodiment of the present invention. By using steam as a driving source in the absorption chiller and controlling the steam flowing through the
본 발명에 의하면, 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기를, 냉수를 압축식 냉동기, 흡수식 냉동기의 순으로 냉각하도록 조합시킴으로써 압축식 냉동기의 온도 낙차(냉각수 입구 온도-냉수 출구 온도)가 작아지고, 구동 동력을 대폭 작게 할 수 있다.According to the present invention, by combining the compressed refrigerator and the absorption refrigerator to cool the cold water in the order of the compression refrigerator and the absorption refrigerator, the temperature drop (cooling water inlet temperature-cold water outlet temperature) of the compressed refrigerator is reduced, and the driving power is reduced. It can be made very small.
일반적으로 압축식 냉동기는 전동기로 구동되기 때문에 구동 동력의 저감은 고정비로 되는 전력의 기본 요금이 저렴해지기 때문에 운전비용이 대폭으로 저감한다.In general, since the compressor is driven by an electric motor, the driving power is significantly reduced because the basic fee for the fixed power is reduced.
또 부하가 감소한 경우, 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기의 중간 온도 냉수의 온도를 냉각수 온도에 따라 내림으로써 압축식 냉동기를 전부하 장기 운전으로, 흡수식 냉동기를 단시간 피크 부하용으로서 사용할 수 있다. 이와 같은 운전을 행하면, 특히 압축식 냉동기를 전동기로 구동하는 경우, 도 8에 나타낸 바와 같이 고정비 부담분이 많은 전력을 장시간 사용하게 되어 값이 싸지게 되기 때문에 운전비용을 대폭 저감할 수 있다. 또한 도 8은 300RT의 냉동기에 있어서 전력은 1.0kW/RT, 가스는 0.65N㎥/RT 로 가정하여 계산한 것이다.When the load decreases, the temperature of the intermediate temperature cold water of the compression type refrigerator and the absorption type refrigerator is lowered according to the cooling water temperature, so that the compressed type refrigerator can be used for long-term operation under full load, and the absorption type refrigerator can be used for short time peak load. When such a driving operation is carried out, especially when the compressor is driven by an electric motor, as shown in Fig. 8, the electric power with a large fixed cost burden is used for a long time, so that the cost is low, and the operating cost can be greatly reduced. 8 is calculated by assuming that power is 1.0kW / RT and gas is 0.65Nm 3 / RT in a 300RT refrigerator.
일반적으로 압축식 냉동기는 전기를 이용하고 있으나, 전력 요금은 사용량이 증가하면 급격하게 저하하는 경향이 있기 때문에 압축식 냉동기를 흡수식 냉동기보다 우선적으로 사용하여 부하를 인가함으로써 양 냉동기를 합한 전체의 운전 비용을 저감할 수 있다.In general, the compressed refrigerator uses electricity, but since the electricity charge tends to decrease rapidly as the usage increases, the total operating cost of both refrigerators by applying the load by using the compressed refrigerator in preference to the absorption refrigerator. Can be reduced.
또 공조 부하와 냉각수 온도의 변화는 연동하고 있다고 하는 특징이 있다. 공조 부하가 감소한 경우, 압축식 냉동기의 냉각수 온도에 따라 압축식 냉동기와 흡수식 냉동기의 중간의 냉수 온도를 내리도록 제어하기 때문에 압축식 냉동기를 전부하 장기 운전에 흡수식 냉동기를 단시간 피크 부하용으로서 사용할 수 있다. 냉동기의 에너지원인 전기와 가스의 냉방용 에너지 단가를 비교하면, 전기의 냉방용 에너지 단가는 장기간 운전한 경우, 가스의 그것을 하회한다. 압축식 냉동기는 전기로, 흡수식 냉동기는 가스로 운전하는 것이 일반적이기 때문에 이와 같은 압축식 냉동기의 전부하 장기 운전을 행하여 압축식 냉동기를 우선적으로 사용함으로써 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다.In addition, there is a feature that the change in the air conditioning load and the coolant temperature are linked to each other. When the air conditioning load is reduced, the chilled water temperature of the compressed chiller and the absorber chiller is controlled to decrease the temperature of the cold water between the compressed chiller and the absorbent chiller, so the absorber chiller can be used as a short-term peak load for long-term operation of the compressed chiller. have. Comparing the energy cost for cooling the gas with electricity, which is the energy source of the refrigerator, the energy cost for cooling the electricity is less than that of the gas when operated for a long time. Since a compression refrigerator is generally operated with an electric furnace and an absorption refrigerator with a gas, it is possible to reduce the running cost by preferentially using a compressed refrigerator by performing long-term operation of such a fully loaded compressor.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS58129172U (en) * | 1982-02-24 | 1983-09-01 | 三菱電機株式会社 | Laser radar device |
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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