KR100932005B1 - Mgo cooling system for the ship - Google Patents

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홍성희
홍군의
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주식회사 동화엔텍
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Abstract

PURPOSE: An MGO cooling system for a ship is provided to cool down MGO uses as ship fuel effectively with a unique configuration. CONSTITUTION: An MGO(Marine Gas Oil) cooling system for a ship comprises an evaporator, a compressor, a condenser, an expansion valve, a measuring device, a controller(500), a plurality of branch pipes(P40), and a refrigerant bypass line(P30). The measuring device measures properties of MGO. The controller controls receives a signal from the measuring device and controls the system. Each branch pipe comprises a solenoid valve(402) and an expansion valve(400) The solenoid valve is installed in a refrigerant inlet line of the evaporator, and turned on and off according to the signal of the controller. The refrigerant bypass line comprises a solenoid valve(702) and an expansion valve(704) turned on and off according to the signal from the controller. The refrigerant bypass line is connected to the front end of the branch pipe and an outlet line of the evaporator.

Description

선박용 ＭＧＯ 냉각 시스템{MGO COOLING SYSTEM FOR THE SHIP}MGO Cooling System for Ships

본 발명은 선박용 MGO(Marine Gas Oil) 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해당 국가의 연안을 항해하는 선박이 사용되는 원료인 MGO를 연료로서 사용하기 위해서는 일정한 온도로 냉각시켜야 하는 데, 이를 위해 MGO를 일정한 온도로 냉각하기 위한 선박용 MGO 냉각 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a marine gas oil (MGO) cooling system for ships, and more particularly, in order to use MGO, which is a raw material used by a vessel sailing a coast of the country, as a fuel, to be cooled to a constant temperature. A marine MGO cooling system for cooling MGO to a constant temperature.

선박은 전세계 물류의 90% 이상을 운송하며 화물선 용적 톤수는 1970년 이후 3배로 증가했다. 그러나 정작 선박 산업의 엔진을 돌리는 동력원은 특히 유독한 배기가스를 내뿜는 지저분한 싸구려 연료이다. 현재 대다수 선박들이 가장 즐겨 사용하는 벙커유는 석유를 정제한 뒤 남는 `찌꺼기 연료'로 납과 바나듐같은 유해 중금속 물질을 함유하는 경우가 있으나, 중질의 벙커유 1톤은 약 505달러로 디젤 트럭의 연료와 비슷한 고유황경유(MGO) 가격의 3분의 2에도 못 미칠만큼 저렴하여, 일반적으로 선박의 항해시에는 벙커유를 동력원으로 사용하고 있는 실정이다. Ships transport more than 90% of the world's logistics, and cargo ship tonnage has tripled since 1970. But the engine that powers the ship's engines is particularly nasty cheap fuel that emits toxic emissions. Bunker oil, which most ships currently use most, is the 'waste fuel' that remains after oil refining, which may contain harmful heavy metals such as lead and vanadium.However, a ton of heavy bunker oil costs about $ 505 for diesel trucks. It is cheaper than two-thirds of the price of MSO, similar to fuel, and in general, bunker oil is used as a power source when sailing a ship.

벙커유는 많은 양의 아황산가스를 배출하고, 스모그의 원인인 산화질소 가스를 배출하는 등 환경오염의 주범으로 지적되어 왔다. Bunker oil has been pointed out as the main culprit of environmental pollution, such as the emission of a large amount of sulfurous acid gas, and the release of nitric oxide gas, which causes smog.

이에 따라, 유럽 등 각국에서는 근해를 항해하는 선박의 경우에 동력원으로 벙커유를 사용하는 대신에 황이나 유해물질 함유량이 비교적 적은 MGO(Marine Gas Oil, 경유)를 사용하도록 하는 규정을 제정하여, 그 강제 시행을 앞두고 있는 실정이다. 다시말해, 2010년부터 유로 포트에서는 한경규제를 위해 선박에 사용되어지는 연료(Fuel)의 규제를 시행할 예정인데, SECA(Sox Emission Control Area)에서는 기존 연료인 벙커 C유를 사용할 수 없게 되며, 반드시 MGO (Marine Gas Oil)를 연료로 사용하여야 한다. Accordingly, European countries and other countries have established regulations to use MGO (Marine Gas Oil), which contains relatively little sulfur or harmful substances, instead of using bunker oil as a power source for ships sailing offshore. The situation is to be enforced. In other words, from 2010, Europort will enforce the regulation of fuel used in ships for the regulation of Hankyung, and Bunker C oil, which is an existing fuel, cannot be used in the Sox Emission Control Area (SECA). MGO (Marine Gas Oil) must be used as fuel.

따라서, 대양을 항해하는 선박은 대양에서는 값이 저렴한 벙크유를 연료유로서 사용하고, 근해에서는 오염물질 유발을 방지하기 위해서 MGO를 사용할 것으로 보여진다. Thus, ships sailing through the ocean are expected to use inexpensive bunk oil in the ocean as fuel oil and MGO in the offshore to prevent the generation of pollutants.

MGO는 벙커 C유에 비해 점도가 극히 작은 Oil로 37도의 온도로 엔진으로 바로 유입될 수 없다. 엔진에서 요구하는 점도는 약 2Cst이며, 이를 위해 MGO는 15~17도의 온도로 냉각되어야 한다. MGO is an oil with a very low viscosity compared to bunker C oil and cannot be directly fed into the engine at a temperature of 37 degrees. The engine requires a viscosity of about 2 Cst, which requires the MGO to be cooled to 15 to 17 degrees Celsius.

따라서, MGO를 연료유로서 사용하기 위해서는 MGO의 온도를 일정하게 유지시켜야 할 필요가 있다. Therefore, in order to use MGO as fuel oil, it is necessary to keep the temperature of MGO constant.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 선박용 연료유로서 MGO를 사용하는 경우에 MGO의 온도를 일정한 온도로 냉각시키기 위한 MGO 냉각 시스템을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an MGO cooling system for cooling the temperature of the MGO to a constant temperature when using the MGO as marine fuel oil.

본 발명의 목적은 다양한 방법으로 냉매의 열보상을 이루도록 하고, 시스템을 안정적으로 운용할 수 있는 MGO 냉각 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a thermal compensation of the refrigerant in various ways, and to provide an MGO cooling system capable of stably operating the system.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 MGO 냉각 시스템은 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브를 구비하여, 증발기에서 냉매와의 열교환에 의해 선박유인 MGO를 냉각시키는 MGO 냉각 시스템으로서, The present invention is to achieve the above object, the MGO cooling system of the present invention is provided with an evaporator, a compressor, a condenser, an expansion valve, MGO cooling system for cooling the MGO which is ship oil by heat exchange with the refrigerant in the evaporator,

상기 증발기의 MGO 유출 라인(P12)에는 MGO의 물성치를 측정하는 측정수단,Measurement means for measuring the physical properties of the MGO in the MGO outlet line (P12) of the evaporator,

상기 측정수단의 신호를 받아 시스템을 제어하는 제어부(500), Control unit 500 for controlling the system in response to the signal of the measuring means,

상기 증발기의 냉매 유입라인에 설치되어, 상기 제어부의 신호에 따라 온오프되는 솔레노이드 밸브(402)와, 분사되는 냉매 분사량이 서로 상이하게 설정된 팽창 밸브(400)를 각각 구비한 다수개의 분기관(P40), 및A plurality of branch pipes (P40) respectively provided in the refrigerant inlet line of the evaporator, each having a solenoid valve 402 on and off in response to a signal from the controller, and an expansion valve 400 in which the amount of refrigerant injected is different from each other. ), And

상기 제어부의 신호에 따라 온오프되는 솔레노이드 밸브(702)와, 팽창밸브(704)가 설치되며, 상기 분기관의 전단과 증발기의 유출라인과 연결되는 냉매 바이패스 라인(P30)를 포함하되, The solenoid valve 702 on and off in accordance with the signal of the control unit, the expansion valve 704 is provided, and includes a refrigerant bypass line (P30) connected to the front end of the branch pipe and the outlet line of the evaporator,

상기 측정수단은 MGO의 온도를 측정하는 온도센서(106)와 MGO의 점도를 측정 하는 점도측정기(108)이 사용되거나, 또는 온도센서(106)만이 사용된다. As the measuring means, a temperature sensor 106 for measuring the temperature of the MGO and a viscosity meter 108 for measuring the viscosity of the MGO are used, or only the temperature sensor 106 is used.

바람직하게는, 상기 증발기의 MGO 유입 라인(P10)과 MGO 유출 라인(P12)을 연결하는 MGO 피드백 라인(P20)이 형성되고, 상기 MGO 피드백라인(P20)과 상기 MGO 유입라인(P10)이 연결되는 부분에는 상기 증발기의 MGO 유출라인(P12)에 설치된 온도센서(106)의 신호에 따라 온오프되는 3-WAY 밸브(102)가 설치된다. Preferably, an MGO feedback line P20 is formed to connect the MGO inlet line P10 and the MGO outlet line P12 of the evaporator, and the MGO feedback line P20 and the MGO inlet line P10 are connected. The three-way valve 102 that is turned on and off in accordance with the signal of the temperature sensor 106 installed in the MGO outlet line (P12) of the evaporator is installed.

바람직하게는, 상기 압축기의 유입라인에는 냉매의 온도를 측정하는 온도센서(202)가 부착되고, 상기 응축기의 냉각수 폐열을 이용하여 냉매에 열보상을 해 주기 위해, 상기 응축기와 일체 또는 독립적으로 형성된 로드 쿨러(load cooler, 600)를 포함하되, 상기 로드쿨러(600)는 상기 압축기의 유입라인과 연결되며, 상기 로드쿨러의 유입라인(P50)에는 상기 온도센서(202)를 신호를 받은 제어부(500)의 제어신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브(612)와 팽창밸브(612)를 포함한다. Preferably, the inlet line of the compressor is attached with a temperature sensor 202 for measuring the temperature of the refrigerant, and is formed integrally or independently of the condenser to provide heat compensation to the refrigerant using the waste water waste heat of the condenser It includes a load cooler (load cooler, 600), the load cooler 600 is connected to the inlet line of the compressor, the inlet line (P50) of the load cooler control unit that receives the signal to the temperature sensor 202 ( And a solenoid valve 612 and an expansion valve 612 that are turned on and off according to the control signal of 500.

바람직하게는, 상기 압축기의 유입라인에는 냉매의 온도를 측정하는 온도센서(202)가 부착되고, 상기 압축기의 유입라인과 상기 압축기의 유출라인과 연결하는 압축기 피드백라인(P60)이 형성되고, 상기 압축기 피드백 라인(P60)에는 상기 온도센서(202)의 신호에 받는 상기 제어부(500)의 제어신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브(204)와, 압력조절밸브(206)가 부착된다. Preferably, a temperature sensor 202 for measuring the temperature of the refrigerant is attached to the inlet line of the compressor, and a compressor feedback line P60 is formed to connect the inlet line of the compressor and the outlet line of the compressor. The compressor feedback line P60 is provided with a solenoid valve 204 and a pressure regulating valve 206 which are turned on and off according to a control signal of the controller 500 received by the signal of the temperature sensor 202.

바람직하게는, 상기 증발기내에는 냉매의 열원을 보상함과 동시에 유입되는 MGO 내의 불순물을 제거하도록 전기 히터(110)이 내장된다. Preferably, the electric heater 110 is built in the evaporator so as to compensate for the heat source of the refrigerant and remove impurities in the introduced MGO.

본 발명의 MGO 냉각 시스템은 기존의 냉각시스템의 필수적 구성인 4가지의 구성요소 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브(팽창변)를 사용하나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 MGO 냉각 시스템만의 독특한 구성을 지님으로, 효과적으로 선박 연료유인 MGO를 냉각시킬 수 있다.  The MGO cooling system of the present invention uses four component evaporators, compressors, condensers and expansion valves (expansion valves), which are essential components of the existing cooling system, but as described above, the unique configuration of the MGO cooling system of the present invention is unique. With this, it is possible to effectively cool the ship fuel oil MGO.

각기 다른 분사량으로 설정된 다수개의 팽창밸브가 구비됨으로 MGO의 온도에 따라 적절하게 냉각시스템을 운용할 수 있으며, 냉매의 과냉이나 과열을 방지하도록 압축기 피드백라인, 냉매 바이패스라인 등을 설치하여 시스템을 안정적으로 운용하며, 응축기에서 사용되는 냉각수의 폐열을 이용하는 로드쿨러를 구비함으로써 에너지 손실없이 냉매의 열보상을 수행할 수 있다는 장점이 있다. With multiple expansion valves set at different injection rates, the cooling system can be operated properly according to the temperature of MGO, and the system is stable by installing compressor feedback line and refrigerant bypass line to prevent overcooling or overheating of refrigerant. In addition, by having a load cooler using waste heat of the cooling water used in the condenser, there is an advantage that the heat compensation of the refrigerant can be performed without energy loss.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, MGO 냉각 시스템에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with respect to the MGO cooling system, according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, MGO 냉각 시스템의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of an MGO cooling system, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 MGO 냉각 시스템 또한 일반적인 냉각시스템과 기본적인 구성은 동일함으로, 일반적인 냉각 시스템에 필요한 4개의 구성요소를 필수적으로 구성한다. 즉, 냉각 시스템의 필수적 구성요소에 해당되는, 증발기(evaporator, 100), 압축기(Compressor,200), 응축기(comdensor, 300), 팽창밸브(팽창변)(400)를 기본 구성으로 포함한다. 이러한 냉각 시스템의 구성요소는 매우 일반적인 사항임으로 구체적인 설명은 생략하며, 이하에서는 선박 연료유로서 MGO를 사용하는 경우, 이를 냉각시키기 위해 도입된 본 발명의 구성요소를 중심으로 설명하기로 한다. Referring to FIG. 1, the MGO cooling system of the present invention also has the same basic configuration as a general cooling system, thereby essentially configuring four components required for a general cooling system. That is, the basic configuration includes an evaporator (100), a compressor (200), a condenser (300), and an expansion valve (expansion valve) 400 corresponding to essential components of the cooling system. Since the components of such a cooling system are very general, a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, when using MGO as a ship fuel oil, the following description will focus on the components of the present invention introduced to cool them.

본 발명의 MGO 냉각 시스템은 바람직하게는 R-404a를 냉매로 사용하나 반드시에 이에 한정되는 것은 아니다. MGO는 증발기(100)에서 냉매인 R-404a와 열교환에 의해 일정한 온도로 냉각되게 된다. MGO 또한 다른 기름과 마찬가지로 온도(Temperature)에 따라 점도(Viscosity)가 변화하므로, 증발기(100) 출구 라인인 MGO 유출 라인(P12)에서의 MGO 온도 및 점도를 가변적으로 제어할 수 있는 시스템이 요구된다. The MGO cooling system of the present invention preferably uses R-404a as a refrigerant, but is not necessarily limited thereto. MGO is cooled to a constant temperature by heat exchange with the refrigerant R-404a in the evaporator (100). Since MGO, like other oils, varies in viscosity according to temperature, a system capable of variably controlling the MGO temperature and viscosity in the MGO outlet line P12, the outlet line of the evaporator 100, is required. .

증발기(100)는 MGO의 온도를 낮추기 위한 열교환기로서, 증발기(100)로 유입되는 MGO 유입라인(P10)에는 3-way 밸브(102)가 설치되고, MGO 유입라인(P10) 및 MGO 유출라인(P12) 각각에는 증발기로 유입, 유출되는 MGO의 온도를 측정하기 위한 온도센서(104, 106)가 부착된다. Evaporator 100 is a heat exchanger for lowering the temperature of the MGO, the 3-way valve 102 is installed in the MGO inlet line (P10) flowing into the evaporator 100, MGO inlet line (P10) and MGO outlet line P12 is attached to each of the temperature sensors (104, 106) for measuring the temperature of the MGO entering and exiting the evaporator.

증발기(100)로 유입되는 MGO 유입라인(P10)에 설치된 3-way 밸브(102)는 유출되는 MGO 온도를 일정하게 유지하기 위한 목적으로 설치된다. 즉, 3-way 밸브(102)는 MGO 유출 라인(P12)에 설치된 온도센서(106)의 신호를 받아, MGO의 유출 라인(P12)에서 MGO의 유입라인(P10)으로 피드백되는 MGO 피드백라인(P20)의 MGO 유량을 조절하여 MGO 출구온도를 제어하는 역할을 수행한다. 유출 라인의 MGO 온도가 기준치보다 높을 경우 MGO 유입라인(P10)으로 피드백되는 MGO 피드백라인(P20)의 MGO 유량을 감소시켜 MGO 유출 라인(P12)의 MGO 온도를 낮추게 되고, 이와는 반대로, MGO 유출 라인(P12)의 MGO 온도가 기준치보다 낮을 경우 MGO 유입라인(P10)으로 피드백되는 MGO 피드백 라인(P20)의 MGO 유량을 증가시켜 MGO 유출 라인(P12)의 MGO온도를 높이게 된다. The 3-way valve 102 installed in the MGO inlet line P10 flowing into the evaporator 100 is installed for the purpose of maintaining a constant outgoing MGO temperature. That is, the 3-way valve 102 receives the signal of the temperature sensor 106 installed in the MGO outlet line P12, the MGO feedback line fed back from the outlet line P12 of the MGO to the inlet line P10 of the MGO ( It controls the MGO outlet temperature by adjusting the MGO flow rate of P20). When the MGO temperature of the outlet line is higher than the reference value, the MGO flow rate of the MGO outlet line P12 is reduced by decreasing the MGO flow rate of the MGO feedback line P20 fed back to the MGO inlet line P10, and conversely, the MGO outlet line When the MGO temperature of P12 is lower than the reference value, the MGO flow rate of the MGO feedback line P20 fed back to the MGO inflow line P10 is increased to increase the MGO temperature of the MGO outlet line P12.

이와 같이, MGO 유입라인에 설치된 3-Way 밸브(102)는 제어부(500)의 제어와는 독립적으로 작동하여 MGO 피드백 라인(P20)의 MGO 유량을 변화시키므로 증발기 열부하에 변동을 가져오도록 한다. As such, the 3-way valve 102 installed in the MGO inlet line operates independently of the control of the control unit 500 to change the MGO flow rate of the MGO feedback line P20, thereby causing a change in the evaporator heat load.

3-way 밸브와 별도로, 제어부(control panel, 500)의 제어신호에 의해 증발기에서의 열부하 변동이 일어난다. 즉, 증발기의 MGO 유출 라인에 설치된 온도센서(106) 및 점도측정기(108)는 MGO 유출 라인의 MGO의 온도 및 점도를 각각 측정하여, 제어부(500)로 보낸다. 제어부(500)에서는 상기 신호에 따라, 증발기(100)로 유입되는 분기관(P40) 또는 바이패스 라인(P30)에 설치된 솔레노이드 밸브(402, 702)를 온오프시킴으로써, 증발기 내의 열부하를 변동시키게 된다. Apart from the 3-way valve, heat load fluctuations in the evaporator are caused by a control signal of the control panel 500. That is, the temperature sensor 106 and the viscosity meter 108 installed in the MGO outlet line of the evaporator measure the temperature and the viscosity of the MGO of the MGO outlet line, respectively, and send them to the control unit 500. In response to the signal, the controller 500 turns on and off the solenoid valves 402 and 702 provided in the branch pipe P40 or the bypass line P30 flowing into the evaporator 100, thereby changing the heat load in the evaporator. .

증발기(100)로 유입되는 냉매 유입라인에는 다수개의 분기관(P40)이 형성되고, 상기 분기관에는 솔레노이드밸브(402)와, 팽창밸브(팽창변, 400)를 각각 구비한다. 각각의 팽창밸브(400)에서 분사되는 냉매의 분사량은 각각의 팽창 밸브마다 서로 상이하도록 설정된다. 제어부(500)에 의해 어떤 솔레노이드 밸브(402)를 열어주는냐에 따라, 증발기로 분사되는 냉매의 분사량이 달라 증발기의 열부하 변동을 조절할 수 있다. 예를 들어, 3개의 팽창밸브를 25%, 50%, 75%로 각각 세팅 하여, 제어부의 신호에 따라, 어느 하나 또는 하나 이상의 팽창 밸브를 열어 냉매를 분사하게 된다. 중간 값인 60%의 분사량이 필요한 경우에는 50%의 밸브를 사용하면 MGO 측에서는 10%의 용량이 부족하게 된다. 하지만 MGO 라인에 설치된 3-Way 밸브 라인의 피드백 작용에 의해 MGO 유출 온도는 항상 일정하게 유지되므로, 10%의 용량 차이에 대한 제어는 따로 해줄 필요가 없게 된다. 3-Way 밸브를 이용한 MGO 의 피드백에 의한 열보상이 0~100%의 모든 범위를 포함할 수 없으므로 3개의 용량을 가지는 팽창밸브를 설치하여 MGO의 피드백 열보상 범위를 25% 이내로 한정한 것이다. A plurality of branch pipes P40 are formed in the refrigerant inflow line flowing into the evaporator 100, and each of the branch pipes includes a solenoid valve 402 and an expansion valve 400. The injection amount of the refrigerant injected from each expansion valve 400 is set to be different from each other for each expansion valve. Depending on which solenoid valve 402 is opened by the control unit 500, the injection amount of the refrigerant injected into the evaporator is different, and thus the heat load variation of the evaporator can be adjusted. For example, three expansion valves are set to 25%, 50%, and 75%, respectively, and one or more expansion valves are opened to spray refrigerant according to a signal from the controller. If a median 60% injection volume is required, a 50% valve will result in a 10% capacity shortage on the MGO side. However, due to the feedback action of the 3-way valve line installed in the MGO line, the MGO outlet temperature is always kept constant, so there is no need to control the 10% capacity difference. The thermal compensation by MGO feedback using 3-way valve cannot cover all ranges from 0 to 100%. Therefore, the expansion range of MGO is limited to within 25% by installing expansion valves with three capacities.

증발기(100)로 유입되는 냉매 유입라인의 분기관 전단에는 증발기로 거치지 않고 냉매가 분사되도록 냉매를 바이패스시키는 냉매 바이패스 라인(P30)이 연결되어 있다. 냉매 바이패스라인(P30)은 증발기의 냉매 유출 라인과 연결되며, 제어부(500)의 제어신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브(702)와 팽창밸브(704)를 구비한다. A refrigerant bypass line P30 for bypassing the refrigerant so that the refrigerant is injected without passing through the evaporator is connected to the front end of the branch pipe of the refrigerant inflow line flowing into the evaporator 100. The refrigerant bypass line P30 is connected to the refrigerant outflow line of the evaporator and includes a solenoid valve 702 and an expansion valve 704 that are turned on and off in response to a control signal of the controller 500.

이와 같이, 본 발명의 MGO 냉각 시스템은 다수의 각기 다른 용량을 가지는 팽창밸브와 솔레노이드 밸브로 이루어진 다수개의 분기관과 함께, 분기관의 전단에 냉매 바이패스 라인(Bypass Line, P30)을 설치하여, 증발기에 유입되는 MGO의 열부하 변동에 따라 미리 설정된 유량의 냉매가 증발기로 유입될 수 있도록 제어부의 신호에 따라 솔레노이드 밸브(402, 702)를 자동적으로 제어하는 자동 시스템이라 할 수 있다. As described above, the MGO cooling system of the present invention is provided with a refrigerant bypass line (Pypass Line, P30) in front of the branch pipe, with a plurality of branch pipes consisting of expansion valves and solenoid valves having a plurality of different capacities, The automatic system may automatically control the solenoid valves 402 and 702 according to a signal from the controller so that the refrigerant having a predetermined flow rate flows into the evaporator according to the heat load variation of the MGO flowing into the evaporator.

본 발명의 MGO 냉각 시스템은 증발기 MGO측 유출 라인에 설치된 점도측정기(Viscometer, 108) 및 온도센서(106)로부터 점도와 온도 신호를 받아, 제어부(500)가 각각의 미리 설정된 팽창밸브에 연결된 솔레노이드 밸브 제어를 통해 냉매 공급량을 조절하게 되고, 보상 해주어야 할 열량에 대해서는 증발기 후단에 설치된 로드 쿨러(Load Cooler, 600)를 통해 세부 열량을 보상해주는 시스템이다. The MGO cooling system of the present invention receives the viscosity and temperature signals from the viscosity meter (Viscometer, 108) and the temperature sensor 106 installed on the outlet line of the evaporator MGO, the control unit 500 is connected to each preset expansion valve solenoid valve Through the control, the amount of refrigerant is controlled and the amount of heat to be compensated is a system that compensates the detailed amount of heat through the load cooler 600 installed at the rear of the evaporator.

MGO 유출 라인의 온도센서(106)는 3-Way 밸브 및 시스템 제어에 반드시 필요 한 필수 요소이며, 점도측정기(108)는 시스템 제어에 필요한 요소로 선박에서는 온도센서와 점도측정기 동시사용 또는 온도센서 단독으로 사용이 가능하다. The temperature sensor 106 of the MGO outlet line is an essential element necessary for 3-way valve and system control, and the viscosity meter 108 is a necessary element for system control. Can be used as

한편, 증발기(100)에서 발생되는 냉매의 과냉현상과 과열현상을 방지하기 위한 구성에 대해서 설명하기로 한다. 압축기(200)의 입구라인에 설치된 온도센서(202)를 통해 냉매의 온도를 감지한 후, 이 신호를 제어부(500)로 보내면, 제어부(500)에서는 압축기의 피드백 라인(P60)의 솔레노이드 밸브(204)와 압력조절밸브(206), 또는 증발기 전단의 바이패스 라인(P30)의 솔레노이드 밸브(702)를 제어(온오프)함으로써, 과냉도와 과열도를 정상치로 맞추어 냉매의 과냉현상과 과열 현상을 방지하게 된다. Meanwhile, a configuration for preventing overcooling and overheating of the refrigerant generated in the evaporator 100 will be described. After sensing the temperature of the refrigerant through the temperature sensor 202 installed at the inlet line of the compressor 200, and sending this signal to the control unit 500, the control unit 500 controls the solenoid valve of the feedback line P60 of the compressor ( 204 and the pressure regulating valve 206 or solenoid valve 702 of the bypass line P30 in front of the evaporator are controlled (on / off) to adjust the supercooling degree and the superheat degree to a normal value so that the supercooling phenomenon and the superheating phenomenon of the refrigerant are prevented. Will be prevented.

보다 구체적으로 살펴보면, 냉매의 과냉현상은 증발기의 열부하에 비해 많은 양의 냉매가 증발기로 유입되었을 경우 증발기에서 냉매의 충분한 증발이 이루어지지 않아, 액(Liquid)상태로 증발기를 지나가는 현상으로 액상태의 냉매가 압축기로 바로 유입될 경우 압축기의 심각한 소손을 초래할 수 있다. 이러한 과냉현상에 대비해 압축기의 유출 라인인 고온고압의 냉매라인을 압축기 유입 라인에 연결하여 과냉현상 발생시 고온고압의 냉매를 솔레노이드밸브(204)와 압력조절밸브(SPR, 206)을 이용하여 Mixing해 줌으로써 압축기의 소손을 방지할 수 있다.More specifically, the subcooling of the refrigerant is a phenomenon in which the refrigerant passes through the evaporator in a liquid state because the refrigerant does not evaporate sufficiently when a large amount of refrigerant flows into the evaporator, compared to the heat load of the evaporator. If refrigerant enters the compressor directly, it can cause serious damage to the compressor. In preparation for such subcooling, by connecting the high temperature and high pressure refrigerant line, the outlet line of the compressor, to the compressor inlet line, the high temperature and high pressure refrigerant is mixed by using the solenoid valve 204 and the pressure control valve (SPR, 206) when the subcooling occurs. Combustion of the compressor can be prevented.

과열현상은 과냉현상과 반대의 개념으로 증발기의 열부하에 비해 적은 양의 냉매가 증발기로 유입되었을 경우 증발기에서는 냉매가 과열(Super Heating)되게 된다. 이렇듯 과열된 냉매는 팽창밸브 전단의 저온 액상 냉매라인(즉, 분기관 전단의 바이패스 라인(P30))을 증발기의 유출 라인과 연결하여 적절히 Mixing해줌으로 써 냉매의 과열현상을 방지할 수 있다. The superheat phenomenon is the opposite of the supercooling phenomenon. When a small amount of refrigerant flows into the evaporator compared to the heat load of the evaporator, the refrigerant is superheated in the evaporator. Thus, the superheated refrigerant can be prevented from overheating of the refrigerant by properly mixing the low-temperature liquid refrigerant line (ie, bypass line (P30) at the front end of the branch pipe) of the expansion valve with the outlet line of the evaporator.

이렇듯, 냉매의 과냉현상 및 과열현상의 방지는 압축기 전단의 온도센서에서 센싱한후, 이 신호를 받은 제어부가 솔레노이드 밸브(204, 702) 및 압축조절밸브(206)을 제어함으로써 이루어진다. As described above, the supercooling and the overheating of the refrigerant are sensed by the temperature sensor in front of the compressor, and the control unit receiving the signal controls the solenoid valves 204 and 702 and the compression regulating valve 206.

이와 같은 본 발명의 시스템으로 인해 증발기에 유입되는 MGO의 열부하 변동과 관계없이 MGO 냉각 시스템은 안전적으로 운전되며, 항상 일정한 온도, 점도로 MGO를 메인 엔진으로 공급할 수 있다. Due to the system of the present invention, regardless of the heat load fluctuations of the MGO flowing into the evaporator, the MGO cooling system operates safely, and can always supply the MGO to the main engine at a constant temperature and viscosity.

본 발명의 MGO 냉각 시스템은 응축기의 냉각수 폐열을 이용하여 냉매에 열보상을 해 주기 위해, 응축기와 일체 또는 독립적으로 형성된 로드 쿨러(load cooler, 600)를 구비한다. 로드 쿨러(Load Cooler, 600)는 MGO 열부하 변동에 대해 응축기(Condenser, 300)의 냉각수 폐열을 이용하여 냉매측 열보상을 해주는 열교환기로서, 응축기(300)와 같이 냉각수를 사용하므로 응축기와 일체형 또는 독립형으로 제작된다. MGO cooling system of the present invention includes a load cooler (600) formed integrally or independently of the condenser in order to compensate the refrigerant by using the heat of the coolant waste heat of the condenser. The load cooler 600 is a heat exchanger that performs refrigerant compensation on the refrigerant side by using the waste heat of the cooling water of the condenser 300 in response to the MGO heat load fluctuation. Made standalone.

로드 쿨러(600)의 설치 목적은 MGO의 온도를 낮추는 것이 아니라 증발기의 부하가 낮아져 냉매의 과냉이 일어날 시 냉매의 증발에 필요한 열량을 보상해 주기 위함이다. 온도센서(202)를 통한 제어부(500)의 신호에 따라 로드쿨러의 유입라인(P50)의 솔레노이드 밸브(612)가 열리고, 이와 연결된 팽창밸브(612)에서 냉매가 분사되면, 냉매는 로드 쿨러로 유입되어 열보상이 이루어진 후 다시 로드쿨러 유출라인(P52)를 통해 압축기 유입라인으로 되돌아 오도록 구성된다. 로드 쿨러의 목적이 냉매의 열량 보상이라는 점에서, 상기에서 언급한 압축기 후단의 압축기 피드 백라인(P60)을 이용한 Mixing 방법과 그 취지는 같다고 볼 수 있으나, Mixing 방법은 어디까지나 비상시를 대비한 안전장치의 수준으로 볼 수 있으며, Load 쿨러의 역할을 운전 중 상시 대신할 수는 없다. 다시말해, 증발기의 과냉현상이 발생한 경우, 일차적으로 로드 쿨러에 의한 열보상이 이루어지고, 로드 쿨러에 의한 열보상이 부족한 경우에 2차적으로, 압축기 후단의 피드백 라인(P60)을 이용한 Mixing 방법이 사용되는 것이다. The purpose of the installation of the load cooler 600 is to compensate for the amount of heat required for evaporation of the refrigerant when the cooling of the refrigerant occurs because the load of the evaporator is lowered rather than lowering the temperature of the MGO. When the solenoid valve 612 of the inlet line P50 of the load cooler is opened according to the signal of the control unit 500 through the temperature sensor 202, and the refrigerant is injected from the expansion valve 612 connected thereto, the refrigerant is transferred to the load cooler. It is configured to return to the compressor inlet line through the load cooler outlet line P52 after the heat compensation is made. Although the purpose of the load cooler is to compensate for the amount of heat in the refrigerant, the mixing method using the compressor feed back line (P60) at the rear of the compressor mentioned above can be seen to have the same purpose, but the mixing method is for safety in case of emergency. It can be seen at the level of the device, and it cannot always take the role of load cooler during operation. In other words, when the subcooling of the evaporator occurs, the thermal compensation by the rod cooler is primarily performed, and when the thermal compensation by the load cooler is insufficient, the mixing method using the feedback line P60 at the rear of the compressor is performed. It is used.

본 발명의 MGO 냉각 시스템은 증발기(100)내에 전기히터(110)가 부착되는 데, 증발기에 부착되는 전기히터(110)의 역할은 MGO 내의 오염물질의 제거 및/또는 냉매의 열보상을 위해서이다. In the MGO cooling system of the present invention, the electric heater 110 is attached to the evaporator 100. The role of the electric heater 110 attached to the evaporator is to remove contaminants in the MGO and / or heat compensate the refrigerant. .

MGO 냉각 시스템으로 연결되어지는 MGO의 배관라인은 MGO 냉각 시스템이 가동되지 않을 때는 벙커C가 배관 내를 흐르게 된다. 따라서, MGO 냉각 시스템의 증발기(100) 내에는 벙커C유의 오염물이 축적될 가능성이 있다. 이러한 벙커C유의 오염물의 제거를 위해 전기히터(110)가 필요하다. In the MGO pipe line that is connected to the MGO cooling system, Bunker C flows through the pipe when the MGO cooling system is not running. Therefore, contaminants of bunker C oil may accumulate in the evaporator 100 of the MGO cooling system. The electric heater 110 is required to remove contaminants of the bunker C oil.

또한, 증발기(100) 내의 전기히터(110)는 냉매의 열보상을 위해서이다. 상기에서 언급한 로드쿨러도 냉매의 열보상을 위해서이나, 필요에 따라 냉매의 열보상을 위해 동시 또는 선택적으로 사용될 수도 있다. 전기히터(110)와 로드쿨러(600)가 동시에 사용될 경우에는 로드쿨러(600)는 냉매의 열보상의 목적이 강하다고 할 수 있으며, 전기히터(110)는 오염물 제거용의 증발기 유지보수의 역할이 강하다고 할 수 있다. In addition, the electric heater 110 in the evaporator 100 is for thermal compensation of the refrigerant. The above-mentioned rod cooler may also be used simultaneously or selectively for the heat compensation of the refrigerant, or for the heat compensation of the refrigerant as necessary. When the electric heater 110 and the load cooler 600 are used at the same time, the load cooler 600 may be said to have a strong heat compensation purpose of the refrigerant, and the electric heater 110 serves as an evaporator maintenance for removing contaminants. This is strong.

전기히터(110)의 작동은 열보상의 역할 수행시 MGO 유출 라인의 온도센 서(106) 또는 점도측정기(108)와 연동되어 제어부(500)에서 컨트롤이 되고, 오염물 제거 기능으로 작동 시는 시스템 운전과는 별개로 로컬 명령으로 작동됩니다.The operation of the electric heater 110 is controlled by the control unit 500 in conjunction with the temperature sensor 106 or the viscosity meter 108 of the MGO outlet line when performing the role of thermal compensation, the system when operating with the decontamination function Apart from driving, it is operated by local command.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, MGO 냉각 시스템 중 증발기의 개략도이다. 2 is a schematic diagram of an evaporator in an MGO cooling system, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 청색 튜브가 전열튜브에 해당하는 냉매라인이고, 적색 튜브는 전기히터(110)이며, Shell 측에 화살표로 표기된 부분이 MGO 라인(P10, P12)이다. 도시된 바와 같이, 본 고안의 MGO 냉각 시스템에서, 증발기는 막대형 전기히터가 삽입된 쉘엔튜브형(SHELL & TUBE) 열교환기이다. Referring to FIG. 2, a blue tube is a refrigerant line corresponding to a heat transfer tube, a red tube is an electric heater 110, and portions indicated by arrows on the shell side are MGO lines P10 and P12. As shown, in the MGO cooling system of the present invention, the evaporator is a shell & tube heat exchanger with a rod type electric heater.

냉각 시스템의 운전 상태에 따라 부족한 냉매의 열원 보상과 함께, 냉동기 정지 시에는 열교환기 유지 보수의 목적으로 오염된 오일류의 제거를 효과적으로 수행할 수 있다. In addition to the heat source compensation of the insufficient refrigerant according to the operating state of the cooling system, when the freezer is stopped, it is possible to effectively remove contaminated oils for the purpose of heat exchanger maintenance.

MGO 냉각 시스템으로 유입되는 선박 내 MGO 라인은 MGO만이 흐르는 독립적 라인이 아니라 벙커C유와의 공동 라인으로 평상시에는 벙커C유가 흐르게 된다. 따라서 MGO 냉각 시스템 작동시 기존 배관에 남아있거나 또는 배관 표면에 유착되어 있는 소량의 벙커C유가 불가피하게 증발기로 유입된다. 이로 인해 MGO 냉각 시스템 중 증발기에는 MGO에 비해 점도가 매우 높은 벙커C유의 오염이 발생하게 된다. 이러한 벙커C유의 오염물은 MGO 냉각 시스템의 미작동 시 고형물로 증발기내에 존재하게 되며 이러한 고형물의 제거를 위해 전기히터(110)로 열을 가하여 점도를 높인 뒤 드레인밸브(112)를 열어 오염물을 제거하게 된다. 이와 같이, MGO 내의 오염물질을 제거하기 위해서는 제어부의 제어와는 별도로 로컬명령으로 작동시킬 수 있 다. 즉, 전기히터를 작동시키고 일정한 시간이 지나면 증발기 하부의 드레인밸브를 열어 오염물(벙크C유)을 드레인시키게 된다. The MGO line in the vessel flowing into the MGO cooling system is a common line with bunker C oil, not an independent line through which only the MGO flows, and the bunker C oil usually flows. Therefore, during operation of the MGO cooling system, a small amount of bunker C oil remaining in the existing pipe or adhering to the pipe surface is inevitably introduced into the evaporator. This results in contamination of bunker C oil, which has a much higher viscosity than MGO, in the evaporator of the MGO cooling system. The contaminants of the bunker C oil are present in the evaporator as solids when the MGO cooling system is inoperative, and heated to the electric heater 110 to increase the viscosity to remove the solids, and then open the drain valve 112 to remove contaminants. do. In this way, in order to remove the contaminants in the MGO can be operated by a local command separate from the control of the control unit. That is, after the electric heater is operated and a predetermined time passes, the drain valve at the bottom of the evaporator is opened to drain the contaminants (bunk C oil).

따라서, 증발기 내의 전기히터의 작동으로 MGO 내의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. Thus, the operation of the electric heater in the evaporator can effectively remove contaminants in the MGO.

이상에서 전술한 내용은 바람직한 실시예에 따른 일예에 불과할 뿐이며, 상기의 실시예에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에서 나타나며, 당해 기술분야의 당업자에 의해 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다 할 것이다. The foregoing description is only one example according to a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited to the above embodiment. The technical scope of the present invention is shown in the claims, and various changes, substitutions, and alterations can be made by those skilled in the art without departing from the spirit or scope of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, MGO 냉각 시스템의 개략도. 1 is a schematic diagram of an MGO cooling system, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, MGO 냉각 시스템 중 증발기의 개략도.2 is a schematic representation of an evaporator in an MGO cooling system, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

100: 증발기(EVAPORATOR) 102: 3-WAY 밸브100: EVAPORATOR 102: 3-WAY valve

104, 106: 온도센서 108: 점도측정기104, 106: Temperature sensor 108: Viscosity meter

110: 전기 히터 112: 드레인 밸브110: electric heater 112: drain valve

200: 압축기(COMPRESSOR) 202: 온도센서200: compressor 202: temperature sensor

204: 솔레노이드밸브 206: 압력조절밸브(SPR)204: solenoid valve 206: pressure control valve (SPR)

250: 어큐뮬레이트(ACCUMULATOR) 252: 솔레노이드 밸브250: accumulator 252: solenoid valve

254: 오일 세퍼레이트(OIL SEPERATOR)254: oil separator

300: 응축기(CONDENSOR)300: condenser

400: 팽창밸브(팽창변) 402: 솔레노이드 밸브400: expansion valve (expansion valve) 402: solenoid valve

500: 제어부(CONTROL PANEL)500: control panel

600: 로드 쿨러(LOAD COOLER)600: LOAD COOLER

612: 솔레노이드 밸브 614: 팽창밸브612: solenoid valve 614: expansion valve

702: 솔레노이드 밸브 704: 팽창밸브702: solenoid valve 704: expansion valve

P10: MGO 유입라인 P12: MGO 유출라인P10: MGO Inflow Line P12: MGO Inflow Line

P30: MGO 피드백 라인 P30: MGO Feedback Line

P30: 냉매 바이패스 라인 P40: 분기관 P30: refrigerant bypass line P40: branch pipe

P50: 로드 쿨러 유입라인 P52: 로드쿨러 유출라인P50: Road cooler inlet line P52: Road cooler inlet line

P60: 압축기 피드백라인P60: compressor feedback line

Claims (5)

증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브를 구비하여, 증발기에서 냉매와의 열교환에 의해 선박유인 MGO를 냉각시키는 MGO 냉각 시스템에 있어서, In the MGO cooling system provided with an evaporator, a compressor, a condenser and an expansion valve, to cool the MGO which is a ship oil by heat exchange with a refrigerant in an evaporator, 상기 증발기의 MGO 유출 라인(P12)에는 MGO의 물성치를 측정하는 측정수단,Measurement means for measuring the physical properties of the MGO in the MGO outlet line (P12) of the evaporator, 상기 측정수단의 신호를 받아 시스템을 제어하는 제어부(500), Control unit 500 for controlling the system in response to the signal of the measuring means, 상기 증발기의 냉매 유입라인에 설치되어, 상기 제어부의 신호에 따라 온오프되는 솔레노이드 밸브(402)와, 분사되는 냉매 분사량이 서로 상이하게 설정된 팽창 밸브(400)를 각각 구비한 다수개의 분기관(P40), 및A plurality of branch pipes (P40) respectively provided in the refrigerant inlet line of the evaporator, each having a solenoid valve 402 on and off in response to a signal from the controller, and an expansion valve 400 in which the amount of refrigerant injected is different from each other. ), And 상기 제어부의 신호에 따라 온오프되는 솔레노이드 밸브(702)와, 팽창밸브(704)가 설치되며, 상기 분기관의 전단과 증발기의 유출라인과 연결되는 냉매 바이패스 라인(P30)를 포함하되, The solenoid valve 702 on and off in accordance with the signal of the control unit, the expansion valve 704 is provided, and includes a refrigerant bypass line (P30) connected to the front end of the branch pipe and the outlet line of the evaporator, 상기 측정수단은 MGO의 온도를 측정하는 온도센서(106)와 MGO의 점도를 측정하는 점도측정기(108)이 사용되거나, 또는 온도센서(106)만이 사용되는 것을 특징으로 하는 MGO 냉각 시스템. The measuring means is a temperature sensor (106) for measuring the temperature of the MGO and a viscosity meter (108) for measuring the viscosity of the MGO is used, or only the temperature sensor (106) is characterized in that the MGO cooling system. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 증발기의 MGO 유입 라인(P10)과 MGO 유출 라인(P12)을 연결하는 MGO 피드백 라인(P20)이 형성되고, MGO feedback line (P20) connecting the MGO inlet line (P10) and the MGO outlet line (P12) of the evaporator is formed, 상기 MGO 피드백라인(P20)과 상기 MGO 유입라인(P10)이 연결되는 부분에는 상기 증발기의 MGO 유출라인(P12)에 설치된 온도센서(106)의 신호에 따라 온오프되는 3-WAY 밸브(102)가 설치되는 것을 특징으로 하는 MGO 냉각 시스템. The 3-way valve 102 is turned on and off in response to the signal of the temperature sensor 106 installed in the MGO outlet line P12 of the evaporator at a portion where the MGO feedback line P20 and the MGO inlet line P10 are connected. MGO cooling system characterized in that the installation. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 압축기의 유입라인에는 냉매의 온도를 측정하는 온도센서(202)가 부착되고, The temperature sensor 202 for measuring the temperature of the refrigerant is attached to the inlet line of the compressor, 상기 응축기의 냉각수 폐열을 이용하여 냉매에 열보상을 해 주기 위해, 상기 응축기와 일체 또는 독립적으로 형성된 로드 쿨러(load cooler, 600)를 포함하되, Including a load cooler (600) formed integrally or independently of the condenser to provide heat compensation to the refrigerant by using the waste water of the cooling water of the condenser, 상기 로드쿨러(600)는 상기 압축기의 유입라인과 연결되며, 상기 로드쿨러의 유입라인(P50)에는 상기 온도센서(202)를 신호를 받은 제어부(500)의 제어신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브(612)와 팽창밸브(612)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MGO 냉각 시스템. The load cooler 600 is connected to the inlet line of the compressor, the inlet line (P50) of the load cooler is a solenoid valve on and off in accordance with the control signal of the control unit 500 received the temperature sensor 202 signal 612 and an expansion valve (612). 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 압축기의 유입라인에는 냉매의 온도를 측정하는 온도센서(202)가 부착되고, The temperature sensor 202 for measuring the temperature of the refrigerant is attached to the inlet line of the compressor, 상기 압축기의 유입라인과 상기 압축기의 유출라인과 연결하는 압축기 피드백라인(P60)이 형성되고, A compressor feedback line P60 is formed to connect the inlet line of the compressor and the outlet line of the compressor. 상기 압축기 피드백 라인(P60)에는 상기 온도센서(202)의 신호에 받는 상기 제어부(500)의 제어신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브(204)와, 압력조절밸 브(206)가 부착되는 것을 특징으로 하는 MGO 냉각 시스템. The solenoid valve 204 and the pressure regulating valve 206 are attached to the compressor feedback line P60 according to a control signal of the controller 500 received by the signal of the temperature sensor 202. MGO cooling system. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 증발기내에는 냉매의 열원을 보상함과 동시에 유입되는 MGO 내의 불순물을 제거하도록 전기 히터(110)이 내장된 것을 특징으로 하는 MGO 냉각 시스템MGO cooling system, characterized in that the electric heater 110 is built in the evaporator to compensate for the heat source of the refrigerant and at the same time to remove impurities in the introduced MGO.
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