KR101962920B1 - 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법 - Google Patents

냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101962920B1
KR101962920B1 KR1020180035984A KR20180035984A KR101962920B1 KR 101962920 B1 KR101962920 B1 KR 101962920B1 KR 1020180035984 A KR1020180035984 A KR 1020180035984A KR 20180035984 A KR20180035984 A KR 20180035984A KR 101962920 B1 KR101962920 B1 KR 101962920B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
temperature
information
cooling system
flow rate
Prior art date
Application number
KR1020180035984A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180048466A (ko
Inventor
한승원
남동희
Original Assignee
주식회사 이레에프에이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이레에프에이 filed Critical 주식회사 이레에프에이
Priority to KR1020180035984A priority Critical patent/KR101962920B1/ko
Publication of KR20180048466A publication Critical patent/KR20180048466A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101962920B1 publication Critical patent/KR101962920B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/006—Safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/005—Mounting of control devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/10—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods using digital techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/36—Visual displays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/06—Sensors detecting the presence of a product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/08—Sensors using Radio Frequency Identification [RFID]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

일 실시예의 일 측면에 따르면, 냉수를 이용하여 로드를 냉각시키는 냉각 시스템을 제어하는 장치에 있어서, 냉동기와 상기 로드 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서에서 측정된 제1 유량 정보, 상기 냉동기로부터 상기 로드로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서에서 측정된 제1 온도 정보, 및 상기 로드로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서에서 측정된 제2 온도 정보를 수신하는 통신부; 상기 제1 유량 정보, 상기 제1 온도 정보, 및 상기 제2 온도 정보를 이용하여 상기 냉각 시스템의 냉각 능력을 산출하는 처리부; 및 상기 산출된 냉각 시스템의 냉각 능력을 출력하는 출력부를 포함하는 냉각 시스템 진단 장치가 제공된다.

Description

냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법{Apparatus and method for monitoring cooling system}
개시된 실시예들은 냉각 시스템, 냉각 시스템을 진단하는 장치, 및 냉각 시스템을 진단하는 방법에 관한 것이다.
냉동 플랜트 관련 설비들은 냉각 성능 측정에 있어서 정보통신기술에 기반한 관련 장비 및 시스템의 부재로 정확한 측정 및 검증(M&V, measure and verification)을 수행하지 못하는 상황에 처해있다. 이로 인해 초기 계획된 운용계획에 비해 비능률적으로 운용되면서 전력 낭비가 발생하고 있다. 이는 초기 냉동 플랜트 설비 자체의 냉동성능이 표기된 기준에 미달한 제품이 있거나 정상적인 냉동기 운용 설비의 설치 이후 다양한 변화된 조건(부하의 변화, 장비의 경년 변화에 따른 냉동 능력의 저하 등)으로 에너지 손실이 촉진되는 경우로 이는 곧 국가 산업전반의 에너지 효율을 크게 떨어뜨리는 원인이 되므로 냉동 성능을 국제적으로 통용되고 있는 미국냉난방공조학회(ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc))의 표준기준에 맞게 정확하게 측정할 수 있는 기기 개발이 필요하다.
나아가, 전 세계적인 환경문제의 대두로 국가별로 에너지 분야의 규제 도입 및 관련 제도의 강화로 에너지, 기후변화 정책이 추진되고 있다. 국내의 경우, 온실 가스 저감과 관련하여 저탄소녹색성장 기본법의 제정과 함께 온실가스 에너지 목표관리제, 배출권거래제 등의 규제 강화가 이어지고 있으며, 온실가스 배출량을 정량화하기 위해서 에너지 사용량의 측정과 검증 요구가 강화되고 있는 실정이다. 따라서 정보통신기술을 활용한 정확한 전력 사용 측정, 검증, 및 관리의 중요성이 부각되면서, 에너지의 효율적인 이용을 위한 산업분야별 새로운 장비와 시스템의 개발이 필요하다.
개시된 실시예들은, 전력 소모량이 많은 냉동 플랜트 산업 현장에서 최적화된 전력 절감 방안을 수립하기 위해 필수적인 냉동 성능의 정밀 측정을 위해, 자동제어 및 정보통신기술을 활용하여 간편하고 정확하게 냉동 성능을 진단할 수 있도록 하기 위한 것이다.
일 실시예의 일 측면에 따르면, 냉수를 이용하여 로드를 냉각시키는 냉각 시스템을 제어하는 장치에 있어서,
냉동기와 상기 로드 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서에서 측정된 제1 유량 정보, 상기 냉동기로부터 상기 로드로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서에서 측정된 제1 온도 정보, 및 상기 로드로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서에서 측정된 제2 온도 정보를 수신하는 통신부;
상기 제1 유량 정보, 상기 제1 온도 정보, 및 상기 제2 온도 정보를 이용하여 상기 냉각 시스템의 냉각 능력을 산출하는 처리부; 및
*상기 산출된 냉각 시스템의 냉각 능력을 출력하는 출력부를 포함하는 냉각 시스템 진단 장치가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 상기 냉각 시스템은 상기 냉동기에 냉각수를 공급하는 냉각 탑을 포함하고, 상기 통신부는, 상기 냉각 탑과 상기 냉동기 사이를 순환하는 냉각수의 유량을 측정하는 제2 유량 센서에서 측정된 제2 유량 정보, 상기 냉각 탑으로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제3 온도 센서에서 측정된 제3 온도 정보, 및 상기 냉동기로부터 상기 냉각 탑으로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제4 온도 센서에서 측정된 제4 온도 정보를 수신하고, 상기 처리부는, 상기 제2 유량 정보, 상기 제3 온도 정보, 및 상기 제4 온도 정보를 이용하여 상기 냉각 탑의 냉각 능력을 산출하고, 상기 출력부는, 상기 산출된 상기 냉각 탑의 냉각 능력을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 통신부는, 상기 냉각 탑의 팬(fan) 주변의 온도를 측정하는 제5 온도 센서로부터 제5 온도 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 통신부는, 상기 냉동기의 소비 전력을 검출하는 제3 파워 미터로부터 검출된 제3 전력 정보를 수신하고, 상기 처리부는, 상기 제3 전력 정보 및 상기 냉각 능력에 기초하여 상기 냉각 시스템의 효율을 산출하고, 상기 출력부는, 산출된 상기 효율에 대한 정보를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 통신부는, 상기 로드와 상기 냉동기 사이에 냉수를 순환시키는 제1 펌프의 소비 전력을 검출하는 제1 파워 미터로부터 검출된 제1 전력 정보를 수신하고, 상기 출력부는, 상기 제1 전력 정보를 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 통신부는, 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서와 통신하는 온도 정보 수신부; 상기 제1 유량 센서와 통신하는 유량 정보 수신부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 출력부는, 표시부, 스피커, 점멸등, 및 프린터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예의 다른 측면에 따르면,
로드와 냉수를 교환하고, 상기 냉수를 냉각시키는 냉동기;
상기 냉동기와 상기 로드 사이를 순환하는 냉수의 제1 유량을 측정하는 제1 유량 센서;
상기 냉동기로부터 상기 로드로 흘러가는 냉수의 제1 온도를 측정하는 제1 온도 센서;
상기 로드로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉수의 제2 온도를 측정하는 제2 온도 센서;
상기 제1 유량 정보, 상기 제1 온도 정보, 및 상기 제2 온도 정보를 이용하여 상기 냉각 시스템의 냉각 능력을 산출하는 처리부; 및
상기 산출된 냉각 시스템의 냉각 능력을 출력하는 출력부를 포함하는 냉각 시스템이 제공된다.
일 실시예의 다른 측면에 따르면, 냉수를 이용하여 로드를 냉각시키는 냉각 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
냉동기와 상기 로드 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서에서 측정된 제1 유량 정보를 수신하는 단계;
상기 냉동기로부터 상기 로드로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서에서 측정된 제1 온도 정보를 수신하는 단계;
상기 로드로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서에서 측정된 제2 온도 정보를 수신하는 단계;
상기 제1 유량 정보, 상기 제1 온도 정보, 및 상기 제2 온도 정보를 이용하여 상기 냉각 시스템의 냉각 능력을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 냉각 시스템의 냉각 능력을 출력하는 단계를 포함하는 냉각 시스템 진단 방법이 제공된다.
개시된 실시예들에 따르면, 냉동 시스템에서 간편하고 정확하게 냉동 성능을 진단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 냉각 시스템(110), 냉각 시스템 제어 장치(120), 및 로드(130)를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 냉각 시스템 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 냉각 시스템(110a), 냉각 시스템 제어 장치(120), 및 로드(130)를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 냉각 시스템 진단 장치(120)의 통신부(122a)의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 냉각 시스템(110b) 및 로드(130)를 나타낸 도면이다.
도 7은 압력 엔탈피(enthalpy) 다이어그램을 도시한 도면이다.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부'(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부'가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
냉동 플랜트 산업은 냉동기, 냉동냉장 응용 제품류, 및 공기조화기류를 제조 또는 생산하는 분야이다. 냉동 플랜트 산업은 인간을 대상으로 하는 생활공간의 생성 및 유지를 목적으로 사용되거나, 기계, 전자, 전기, 화학, 섬유, 건축설비, 식품, 제약 등 전 산업분야의 생산 공정에 필수적으로 활용되는 산업용의 목적에 사용되는 기기와 관련된 산업이다. 그런데 냉동 플랜트 산업은 에너지 소모가 많은 분야 중의 하나로, 소비 전력 절감 이슈가 있다.
대량의 에너지가 소모되는 냉동 플랜트 관련 시설, 즉 냉각 시스템 및 그 구성요소들의 에너지 절감 및 검증을 위해서는 에너지를 사용하는 시설에 대한 신뢰성 확보를 위해 성과검증의 개념을 도입하여, 실제 에너지 사용과 절감에 영향을 미치는 요소들에 상세하게 측정 및 검증을 할 필요성이 있다.
산업계에 산재한 냉각 시스템의 냉동 성능을 제대로 정확하게 측정 및 진단하여 에너지 절감 방안을 제시하는 것은 저비용 고효율의 온실가스 감축 및 에너지의 효율적 이용을 위한 구체적인 실천 방법이 되며, 이를 위해 산업 현장에서 손쉽게 사용할 수 있는 휴대용 측정 및 검증 장비의 필요성이 더욱 부각되고 있다.
더욱이 냉동 성능의 정확한 측정을 위한 휴대용 측정 및 검증 장비의 개발은 에너지의 효율적인 배분과 효율성 증대를 위한 냉각 시스템의 지속적인 모니터링을 위해 최소한의 투자로 에너지 원가 절감 및 생산성 향상에 기여할 수 있기 때문에, 에너지 관리와 시스템의 최적화를 위하여 냉각 시스템 진단 장치의 개발이 요구된다.
냉각 시스템의 냉동기는, ASHRAE에 M&V 또는 IPMVP(성능측정 및 검증에 관한 국제 프로토콜) 요구 사항에 22-2008 가이드 라인 또는 LEED 표준을 준수해야 한다. 냉각 시스템은 또한 ASHRAE(550) 요구 사항에 따라 지속적으로 열 균형 계산을 수행할 수 있어야 한다. 그런데 현재 냉동 플랜트 산업 업계에는 별도의 측정 및 검증 장비가 없어, 냉동기 관련 제조사가 제시한 냉동 성능 지표를 에너지 관리 지표로 그대로 인지하고 사용할 수 밖에 없는데, 제조사가 제시한 냉동 성능 지표는 실제 냉동 성능과는 상당한 차이가 발생하고 있고, 그에 따른 전력누수가 상당히 발생하는 상황이다. 이로 인해 냉동 시스템의 성능을 표기할 때, 냉동기의 소비 전력인 KW가 아닌 냉수 용량당 냉동기의 소비 전력인 KW/RT를 지표로 삼을 수 있는 제도와 장치가 필요하다.
냉동 성능 지표가 잘못된 경우, 냉각 시스템의 설계가 잘못되는 문제도 발생한다. 냉동 시스템은 냉동기의 냉각 용량에 따라 냉각수 펌프 및 배관 사이즈 등을 설계한다. 그런데 실제 냉동 성능이 제품에 표기된 냉동 성능에 못 미치는 경우, 냉수펌프의 유량이 너무 많아 냉동기가 일을 하기도 전에 냉각수가 배출되는 등의 문제가 발생하여, 냉각 시스템의 효율이 크게 떨어지는 문제가 있다. 따라서 냉각 시스템은 설계 단계부터, 냉각 시스템의 냉각 효율과 관련된 지표들의 측정 및 제어가 매우 중요하다.
또한 냉각 시스템의 냉각 효율은 부하에 따라서도 달라진다. 따라서 냉각 시스템의 냉각 효율은 단순히 냉각 시스템의 소비 전력(kW)으로 표현되기 보다는 냉동기 부하에 다른 성능 지표인 KPI(key performance indicator, kW/RT)로 평가되는 것이 바람직하다.
도 1은 일 실시예에 따른 냉각 시스템(110), 냉각 시스템 제어 장치(120), 및 로드(130)를 도시한다.
냉각 시스템(110)은 로드(130)와 냉수를 교환하면서, 로드(130)를 냉각시킨다. 로드(130)는 예를 들면, 냉동기, 냉장기, 공기조화기, 생산 공정 등, 다양한 시스템 또는 장치의 형태로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 로드(130)는 공급 헤더(132)를 통해 냉각 시스템(110)으로부터 공급된 냉수를 공급받고, 환수 헤더(134)를 통해 로드(130)의 열을 흡수한 냉수를 배출한다.
냉각 시스템(110)은 로드(130)에 냉수를 공급하고, 로드(130)로부터 배출된 냉수를 환수한다. 일 실시예에 따른 냉각 시스템(110)은 냉각 탑(112), 냉동기(114), 및 파이프(152, 154, 156, 및 158)를 포함한다. 냉수는 로드(130)의 환수 헤더(134)를 통해 배출된 후, 파이프(154)를 통해 냉동기(114)로 급수된다. 냉동기(114)의 증발기(미도시)에서 냉각된 냉수는 파이프(152)를 통해 로드(130)의 공급 헤더(132)로 공급된다. 냉동기의 응축기(미도시)를 통과한 냉각수는 파이프(156)를 통해 냉각 탑(112)으로 공급되고, 냉각 탑(112)에서 냉각된 냉각수가 파이프(158)를 통해 냉동기(114)의 응축기로 공급된다.
일 실시예에 따르면, 적어도 일부의 파이프(152, 154, 156, 및 158 중 적어도 하나)에 펌프(143 및 144)가 배치되어 냉수 또는 냉각수를 순환시킬 수 있다. 또한 각 파이프(152, 154, 156, 및 158)에 온도 센서(145, 146, 147, 및 148)가 배치되어 냉수 또는 냉각수의 온도를 측정한다. 실시예에 따라 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 중 일부만 냉각 시스템(110)에 설치될 수 있다. 또한 적어도 일부의 파이프(152, 154, 156, 및 158 중 적어도 하나)에 유량 센서(141 및 142)가 배치되어, 유량 정보를 측정한다. 실시예에 따라 유량 센서(141 및 142) 중 일부만 냉각 시스템(110)에 설치될 수 있다. 유량 센서(141 및 142)는 예를 들면 초음파 유량 센서일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 유량 센서(141 및 142)는 펌프(143 및 144)가 배치된 파이프에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142)는 탈착 가능한 형태로 파이프(152, 154, 156, 및 158 중 적어도 하나)에 부착될 수 있다. 예를 들면, 탈착 가능한 고정부, 자석 등이 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 또는 유량 센서(141 및 142)에 구비될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 휴대용으로 구현된 냉각 시스템 진단 장치(120)를 이용하여, 진단을 원하는 냉각 시스템(110)에 용이하게 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142)를 설치하고, 현장에서 즉시 냉각 시스템(110)의 진단을 실시할 수 있다.
냉각 시스템 진단 장치(120)는 냉각 시스템(110)으로부터 온도 정보 및 유량 정보를 수집하여, 냉각 시스템(110)의 냉각 능력을 산출하고 출력한다. 일 실시예에 따른 냉각 시스템 진단 장치(120)는 모바일 장치(120a)의 형태로 구현될 수 있다. 냉각 시스템 진단 장치(120)는 통신부(122), 처리부(124), 및 출력부(126)를 포함한다.
통신부(122)는 냉각 시스템(110)의 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142)로부터 검출 값을 수신한다. 실시예에 따라, 통신부(122)는 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 중 일부에서만 온도 정보를 수신할 수 있다. 또한 실시예에 따라, 통신부(122)는 유량 센서(141 및 142) 중 일부에서만 유량 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142) 중 적어도 일부 또는 전부는 무선 통신 방식으로 통신부(122)와 통신할 수 있다. 큰 규모의 냉각 시스템(110)의 경우, 냉각 시스템(110)의 여러 위치에 배치된 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142)를 모두 유선으로 냉각 시스템 진단 장치(120)와 연결시키기 어렵다. 본 실시예에 따르면, 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142) 중 적어도 일부 또는 전부가 무선 통신 방식으로 통신부(122)와 통신함에 의해, 큰 규모의 냉각 시스템(110)에서도 온도 정보 및 유량 정보의 수집이 가능하도록 하고, 센서 설치의 편의를 증대시키는 효과가 있다.
일 실시예에 따르면, 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142) 중 적어도 일부 또는 전부는 탈착식 무선 통신 모듈을 구비하고, 통신부(122)는 상기 탈착식 무선 통신 모듈을 통해 온도 정보 또는 유량 정보를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 또는 유량 센서(141 및 142)와 탈착식 무선 통신 모듈은 유선으로 연결될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 시판중인 다양한 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 또는 유량 센서(141 및 142)를 활용하여 쉽게 온도 정보 및 유량 정보를 수집할 수 있는 장점이 있다. 일 실시예에 따르면, 온도 센서(145, 146, 147, 및 148)는 전체 측정 범위에 대해 오차가 0.05°C 이내(a maximum uncertainty of ± 0.05°C end-to-end)인 온도 센서일 수 있다. 유량 센서(141 및 142)는 전체 측정 범위에 대해 오차가 1% 이내(± 0.5~1% over entire measurement range)인 유량 센서일 수 있다. 또한 본 실시예에 따르면, 냉각 시스템(110)에 기 설치된 온도 센서 및 유량 센서를 활용하여, 냉각 시스템(110)이 무선으로 온도 정보 및 유량 정보를 수집할 수 있는 효과가 있다.
처리부(124)는 통신부(122)를 통해 수집된 온도 정보 및 유량 정보를 이용하여, 냉각 시스템(110)의 냉각 능력을 산출한다. 처리부(124)는 다양한 형태의 프로세서(processor)를 통해 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 처리부(124)는 냉동기(114)와 로드(130) 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서(141)에서 측정된 제1 유량 정보, 냉동기(114)로부터 로드(130)로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(145)에서 측정된 제1 온도 정보, 및 로드(130)로부터 냉동기(114)로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(146)에서 측정된 제2 온도 정보를 이용하여 냉각 시스템(110)의 냉각 능력을 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 냉각 능력(RT)은 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112018030945633-pat00001
여기서 CHWRT는 로드(130)로부터 냉동기(114)로 흘러가는 냉수 리턴 온도, CHWST는 냉동기(114)로부터 로드(130)로 흘러가는 냉수 공급 온도, CHW Flow는 냉동기(114)로부터 로드(130)로 흘러가는 냉수 공급 유량(gallon / min)이다. 일 실시예에 따르면, 냉각 시스템(110)은 시간당 냉수 생산 능력인 RTh를 산출할 수 있다. RTh는 한 시간 동안의 RT를 합산하여 산출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 처리부(124)는 제1 온도 정보, 제2 온도 정보, 제1 유량 정보, 및 산출된 냉각 시스템의 냉각 능력 중 적어도 하나 또는 이들의 조합에 기초하여, 냉동기(114)와 로드(130) 사이를 순환하는 냉수의 유량의 적절성 여부를 판단하고, 제1 펌프(143)를 제어하여 냉수의 유량을 조절할 수 있다.
출력부(126)는 처리부(124)에서 산출된 냉각 시스템(110)의 냉각 능력을 출력한다. 출력부(126)는 실시예에 따라, 통신부, 표시부, 스피커, 점멸등, 및 프린터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 출력부(126)는 통신부를 통해 외부 장치로 산출된 냉각 시스템(110)의 냉각 능력에 대한 정보를 전송한다. 다른 예로서, 출력부(126)는 표시부를 통해 산출된 냉각 시스템(110)의 냉각 능력에 대한 정보를 표시한다. 다른 예로서, 출력부(126)는 스피커를 통해 산출된 냉각 시스템(110)의 냉각 능력에 대한 정보를 소리로 출력한다. 다른 예로서, 출력부(126)는 하우징 등에 배치된 점멸등(예를 들면, LED)을 통해 냉각 시스템(110)의 냉각 능력에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들면, 하우징에 냉각 시스템(110)의 냉각 능력과 관련된 내용들이 인쇄되어 있고, 산출된 냉각 시스템(110)의 냉각 능력 값과 대응하는 인쇄 내용 부근의 점멸등이 점등될 수 있다. 다른 예로서, 출력부(126)는 냉각 시스템(110)의 냉각 능력에 대한 정보를 종이에 인쇄한다.
출력부(126)는 산출된 냉각 시스템(110)의 냉각 능력에 대한 정보 이외에도, 측정된 온도 정보, 유량 정보 등을 함께 출력하는 것도 가능하다. 또한 출력부(126)는 냉각 시스템(110)과 관련된 다양한 정보들을 출력할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 냉각 시스템 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
냉각 시스템 진단 방법의 각 단계들은 프로세서, 통신부, 및 출력부를 구비하는 전자 장치에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서에서는 개시된 실시예들에 따른 냉각 시스템 진단 장치(120)가 냉각 시스템 진단 방법을 수행하는 실시예를 중심으로 설명한다. 따라서 냉각 시스템 진단 장치(120)에 대해 설명된 실시예들은 냉각 시스템 진단 방법에 적용 가능하고, 반대로 냉각 시스템 진단 방법에 대해 설명된 실시예들은 냉각 시스템 진단 장치(120)에 대한 실시예들에 적용 가능하다. 개시된 실시예들에 따른 냉각 시스템 진단 방법은 본 명세서에 개시된 냉각 시스템 진단 장치(120)에 의해 수행되는 것으로 그 실시예가 한정되지 않고, 다양한 형태의 전자 장치에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 냉각 시스템 진단 장치는 우선 측정 정보를 수신한다(S202). 일 실시예에 따르면, 측정 정보는, 냉동기(114)와 로드(130) 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서(141)에서 측정된 제1 유량 정보, 냉동기(114)로부터 로드(130)로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(145)에서 측정된 제1 온도 정보, 및 로드(130)로부터 냉동기(114)로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(146)에서 측정된 제2 온도 정보를 포함한다.
다음으로, 냉동 시스템 진단 장치는 측정 정보를 이용하여 냉각 시스템의 냉각 능력을 산출한다(S204). 일 실시예에 따르면, 냉동 시스템 진단 장치는 제1 유량 정보, 제1 온도 정보, 및 제2 온도 정보를 이용하여 냉동 시스템의 냉각 능력을 산출한다.
다른 실시예에 따르면, 측정 정보는 냉각 탑(112)와 냉동기(114) 사이를 순환하는 냉각수의 유량을 측정하는 제2 유량 센서에서 측정된 제2 유량 정보, 냉각 탑(112)으로부터 냉동기(114)로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제3 온도 센서에서 측정된 제3 온도 정보, 및 냉동기(114)로부터 냉각 탑(112)으로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제4 온도 센서에서 측정된 제4 온도 정보를 포함한다. 본 실시예에 따르면 냉동 시스템 진단 장치는 측정 정보를 이용하여 냉동 시스템의 냉각 능력과, 냉각 탑(112)의 냉각 능력을 산출한다(S204).
다음으로 냉동 시스템 진단 장치는 냉각 시스템의 냉각 능력 또는 냉각 탑의 냉각 능력을 출력한다(S206). 냉각 능력의 출력은 예를 들면, 외부 장치로의 전송, 표시부에 표시, 프린터를 통한 출력, 스피커를 통한 소리 출력, 점멸등을 통한 출력 등을 포함한다.
도 3은 일 실시예에 따른 냉각 시스템(110a), 냉각 시스템 제어 장치(120), 및 로드(130)를 도시한다. 도 3에서 도 1과 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
일 실시예에 따른 냉각 시스템(110a)은 로드(130)와 냉동기(114) 사이에 냉수를 순환시키는 제1 펌프(143)의 소비 전력을 검출하는 제1 파워 미터(308)를 포함한다. 제1 파워 미터(308)는 제1 펌프(143)의 소비 전력을 측정하여 제1 전력 정보를 생성하고, 제1 전력 정보를 냉각 시스템 진단 장치(120)의 통신부(122)로 전송한다. 처리부(124)는 제1 전력 정보를 이용하여 냉각 시스템(110a)의 열균형을 판단하는 데이터로 사용한다. 다른 실시예에 따르면, 처리부(124)는 제1 전력 정보 자체를 출력부(126)로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 냉각 시스템(110a)은 냉각 탑(112)과 냉동기(114) 사이에 냉각수를 순환시키는 제2 펌프(144)의 소비 전력을 검출하는 제2 파워 미터(306)를 포함한다. 제2 파워 미터(306)는 제2 펌프(144)의 소비 전력을 측정하여 제2 전력 정보를 생성하고, 제2 전력 정보를 냉각 시스템 진단 장치(120)의 통신부(122)로 전송한다. 처리부(124)는 제2 전력 정보를 이용하여 냉각 시스템(110a)의 열균형을 판단하는 데이터로 사용한다. 다른 실시예에 따르면, 처리부(124)는 제2 전력 정보 자체를 출력부(126)로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 냉각 시스템(110a)은 냉동기(114)의 소비 전력을 검출하는 제3 파워 미터(302)를 포함한다. 제3 파워 미터(302)는 냉동기(114)의 소비 전력을 측정하여 제3 전력 정보를 생성하고, 제3 전력 정보를 냉각 시스템 진단 장치(120)의 통신부(122)로 전송한다. 처리부(124)는 제3 전력 정보를 이용하여 냉동기(114)의 효율(KPI)을 계산하여, 판단 결과를 출력부(126)로 출력할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 처리부(124)는 제3 전력 정보 자체를 출력부(126)로 출력할 수 있다.
처리부(124)는 제3 전력 정보 및 냉각 능력(RT 또는 RTh)을 이용하여 냉동기 효율을 산출할 수 있다. 냉동기 효율(KPI)은 수학식 2 또는 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112018030945633-pat00002
Figure 112018030945633-pat00003
여기서 kWh는 냉동기(114)의 시간당 소비 전력이고, kW는 냉동기(114)의 소정 시간 동안의 소비 전력이다. 수학식 3에서 kW 값과 RT 값은 동일한 시간 구간에 대응하는 값이다.
처리부(124)는 소정의 기준에 따라 냉동기(114)의 효율을 평가할 수 있다. 예를 들면, 표 1과 같은 기준으로 냉동기(114)의 효율을 평가할 수 있다.
Level KPI<= 0.7kW/RT 0.7<KPI<=0.85 0.85<KPI<=1.0 1.0<KPI
평가 Good Acceptable Fair Poor
일 실시예에 따르면, 처리부(124)는 냉동 플랜트의 열 균형(Heat balance)을 평가할 수 있다. 냉동기(114)에 대한 평가는 열 균형 입증 테스트에 의해 수행될 수 있다. 열 균형 입증 테스트를 이용한 냉동기(114)의 평가의 수행은 AHRI 550/590을 따른다. 이러한 열 균형은 수학식 4에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112018030945633-pat00004
여기서 qcondenser 는 방출된 열을 의미하고, qevaporator 는 냉각 로드를 의미하고, Winput는 컴프레서(compressor), 즉, 냉동기(114)로 들어가는 측정된 전력을 의미한다.
도 7은 압력 엔탈피(enthalpy) 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 7의 압력 엔탈피 다이어그램은 증기 압축 사이클에서 열 균형 관계식의 컨셉을 보여준다. 퍼센트 열 균형은 총 열 게인 및 총 열 방출이, 측정을 수행하는 일반적인 오퍼레이션 시간에 걸쳐서, 샘플링된 포인트에서 80%이상 값이 +-5% 내에 있어야 한다. 퍼센트 열 균형을 산출하는 식은 수학식 5와 같다.
Figure 112018030945633-pat00005
오픈 드라이브 냉동기에 대해, Winput은 제조자에 의해 제공된 모터 효율을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들면 변수들이 아래와 같이 결정될 수 있다.
Input power (측정치) = 100kW
Motor rated efficiency (η) = 90%
Adjusted Winput = 100kW * 90% = 90kW
펌프의 수압 손실이 실질적인 열 게인에 기여하는 경우, 이러한 손실은 적절하게 고려되어야 한다. 손실 값은 제조자에 의해 제공되는 펌프 효율 값으로부터 결정될 수 있고, 예를 들면 아래와 같이 결정될 수 있다.
Motor input power (측정치) = 30kW ... (A)
Motor rated efficiency (η) = 90% ... (B)
Pump rated efficiency (η) = 80% ... (C)
Hyraulic losses = (A) * (b) * ((100% - (C))
= 30kW * 90% * (100% - 80%)
= 5.4kW
Adjusted Winput = kWi(냉동기) + 5.4kW
여기서 A값, 즉 Motor input power는 qevaporator이고, 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018030945633-pat00006
여기서 FM1은 로드(130)로부터 냉동기(114) 사이를 순환하는 냉수의 유속(L/s), Cp는 4.19kJ/kg°C, CHWR2는 냉동기(114)로 유입되는 냉수의 온도(예를 들면, 온도 센서 146에 의해 측정된 값), CHWS는 냉동기(114)로부터 로드(130)로 유입되는 냉수의 온도(예를 들면, 온도 센서 145에 의해 측정된 값)이다.
B값, 즉 Motor rated efficiency는 qcondenser이고, 수학식 7과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018030945633-pat00007
여기서 FM2는 냉동기(114)와 냉각 탑(112) 사이를 순환하는 냉각수의 유속(L/s), CWR은 냉동기(114)로부터 냉각 탑(112)으로 공급되는 냉각수의 온도(예를 들면, 온도 센서 147에 의해 측정된 값), CWS는 냉각 탑(112)으로부터 냉동기(114)로 유입되는 냉각수의 온도(예를 들면, 148에 의해 측정된 값)를 의미한다.
C값, 즉 Pump rated efficiency는 Winput이고, 수학식 8과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018030945633-pat00008
일 실시예에 따르면, 냉동기(114)가 복수의 서브 냉동기들을 포함할 수 있고, kWi-1, kWi-2는 각각 서브 냉동기들의 소비 전력을 나타낸다.
냉수 및 냉각수의 밀도는 1kg/L로 가정한다.
퍼센트 열 균형은 수학식 9와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018030945633-pat00009
상기 식에 의해 도출된 열균형에 대한 판단은, 샘플링되어 계산된 전체 데이터 개수의 80%이상의 계산 결과 값이 +-5% 이내인 경우 냉각 시스템(110a)의 운전이 안정적으로 가동되고 있다고 판정 할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 냉각 시스템 진단 장치(120)의 통신부(122a)의 구조를 나타낸 블록도이다.
일 실시예에 따르면, 통신부(122a)는 온도 센서로부터 온도 정보를 수신하는 온도 정보 수신부(402), 유량 센서로부터 유량 정보를 수신하는 유량 정보 수신부(404), 및 파워 미터로부터 전력 정보를 수신하는 전력 정보 수신부(406)를 포함할 수 있다. 온도 정보를 수집하는 온도 센서, 유량 정보를 수집하는 유량 센서, 및 전력 정보를 수집하는 파워 미터 등은 기성품을 이용하여 구현될 수 있는데, 제품 종류에 따라 사용하는 통신 모듈이 달라질 수 있다. 본 실시예에 따른 통신부(122a)는 각 제품과 호환되는 통신 모듈을 각각 배치함에 의해, 기존 제품과의 호환성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 통신부(122a)에 구비되는 온도 정보 수신부(402), 유량 정보 수신부(404), 및 전력 정보 수신부(406)는 실시예에 따라 일부만 통신부(122a)에 구비될 수 있고, 다양한 조합으로 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 온도 정보 수신부(402), 유량 정보 수신부(404), 및 전력 정보 수신부(406) 중 일부 또는 전부는 무선 통신 방식으로 통신할 수 있다. 예를 들면, 전력 정보 수신부(406)가 무선 통신 방식으로 파워 미터와 통신할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 냉동 시스템(110)과 냉동 시스템 진단 장치(120) 사이의 연결에 따르는 불편을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 냉각 시스템 진단 장치(120)의 출력부(126)는 표시부의 형태로 구현될 수 있다. 또한 출력부(126)는 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템의 효율 값(502) 및 국제 기준을 기준으로 적절성 여부를 나타낸 정보(504)를 표시할 수 있다. 처리부(124)는 냉각 시스템의 효율이, 적절성 여부를 나타내는 등급들(EXCELLENT, GOOD, FAIR, NEEDS IMPROVEMENT 등) 중 어디에 해당하는지를 판단한다. 냉각 시스템 진단 장치(120)는 국제 기준에 대한 정보를 저장하는 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 출력부(126)는 처리부(124)에 의해 판단된 등급에 대한 정보(504)를 표시할 수 있다. 예를 들면, 출력부(126)는 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템의 효율의 적절성 여부를 나타내는 등급 중 어느 등급에 해당하는지를 나타내는 인디케이터(506)를 해당하는 등급 주변에 표시할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 냉각 시스템(110b) 및 로드(130)를 나타낸 도면이다. 도 6에 대한 설명 중, 도 1과 중복되는 내용은 생략한다.
일 실시예에 따른 냉각 시스템(110b)은 냉각 탑(112), 냉동기(114), 처리부(610), 및 출력부(620)를 포함한다. 본 실시예에 따른 냉각 시스템(110b)은 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력을 산출하는 처리부(610), 및 산출된 냉각 능력을 출력하는 출력부(620)를 포함한다.
처리부(610)는 냉각 시스템(110b)의 온도 센서(145, 146, 147, 및 148) 및 유량 센서(141 및 142)로부터 검출 값을 수신한다. 또한 처리부(610)는 수집된 온도 정보 및 유량 정보를 이용하여, 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력을 산출한다. 처리부(610)는 다양한 형태의 프로세서(processor)를 통해 구현될 수 있다. 처리부(610)는 냉동기(114)와 로드(130) 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서(141)에서 측정된 제1 유량 정보, 냉동기(114)로부터 로드(130)로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(145)에서 측정된 제1 온도 정보, 및 로드(130)로부터 냉동기(114)로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(146)에서 측정된 제2 온도 정보를 이용하여 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력을 산출할 수 있다.
출력부(620)는 처리부(610)에서 산출된 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력을 출력한다. 출력부(620)는 실시예에 따라, 통신부, 표시부, 스피커, 점멸등, 및 프린터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 출력부(620)는 통신부를 통해 외부 장치로 산출된 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력에 대한 정보를 전송한다. 다른 예로서, 출력부(620)는 표시부를 통해 산출된 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력에 대한 정보를 표시한다. 다른 예로서, 출력부(620)는 스피커를 통해 산출된 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력에 대한 정보를 소리로 출력한다. 다른 예로서, 출력부(620)는 하우징 등에 배치된 점멸등을 통해 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들면, 하우징에 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력과 관련된 내용들이 인쇄되어 있고, 산출된 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력과 대응하는 인쇄 내용 부근의 점멸등이 점등될 수 있다. 다른 예로서, 출력부(620)는 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력에 대한 정보를 종이에 인쇄한다.
출력부(620)는 산출된 냉각 시스템(110b)의 냉각 능력에 대한 정보 이외에도, 측정된 온도 정보, 유량 정보 등을 함께 출력하는 것도 가능하다. 또한 출력부(620)는 냉각 시스템(110b)과 관련된 다양한 정보들을 출력할 수 있다.
개시된 실시예들에 따른 냉동 시스템 진단 장치에 따르면, 냉동 시스템이 설치된 다양한 산업 현장에서 누구나 손쉽게 직접적인 냉동 성능 측정이 가능한 효과가 있다. 또한 개시된 실시예들에 따른 냉동 시스템 진단 장치는, 냉동 시스템의 냉각 능력(RT), 효율(kW/RT), 시스템 효율(KPI), 열교환 검증지표(Percent Heat Balance)가 계산되는 알고리즘을 내장하여, 에너지 산업의 기초인 냉동 플랜트 관련 산업현장 어디에서든 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한 개시된 실시예들에 따르면 별도의 설치 공사가 필요 없이도, 센서로부터 데이터를 수집하여 진단에 필요한 비용과 시간을 크게 감소시킬 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 상기 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행되었을 때, 개시된 실시예들의 소정의 동작들을 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
110, 110a, 110b: 냉각 시스템
120: 냉각 시스템 제어 장치
130: 로드
112: 냉각 탑
114: 냉동기

Claims (15)

  1. 냉수를 이용하여 로드를 냉각시키는 냉각 시스템을 제어하는 냉각 시스템 진단 장치에 있어서,
    냉동기와 상기 로드 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서에서 측정된 제1 유량 정보, 상기 냉동기로부터 상기 로드로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서에서 측정된 제1 온도 정보, 상기 로드로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서에서 측정된 제2 온도 정보, 및 상기 냉동기의 소비 전력을 검출하는 제3 파워 미터로부터 검출된 제3 전력 정보를 수신하는 통신부;
    상기 제1 유량 정보, 상기 제1 온도 정보, 및 상기 제2 온도 정보를 이용하여 상기 냉각 시스템의 냉각 능력을 산출하는 처리부; 및
    상기 산출된 냉각 시스템의 냉각 능력을 출력하는 출력부를 포함하고,
    상기 냉각 시스템은 상기 냉동기에 냉각수를 공급하는 냉각 탑을 포함하고,
    상기 처리부는, 상기 냉각 시스템의 냉각 능력 및 상기 냉동기의 소비 전력을 나타내는 상기 제3 전력 정보에 기초하여 냉동기 효율을 산출하고, 상기 냉동기 효율의 등급을 결정하고, 상기 출력부를 통해 상기 냉동기 효율의 등급을 출력하고,
    상기 냉각 시스템 진단 장치는, 상기 냉각 시스템의 외부 장치이고,
    상기 통신부는,
    상기 제1 유량 센서, 상기 제1 온도 센서, 상기 제2 온도 센서, 및 상기 제3 파워 미터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합과 무선 통신 방식으로 통신하고,
    상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서와 통신하는 온도 정보 수신부;
    상기 제1 유량 센서와 통신하는 유량 정보 수신부; 및
    상기 제3 파워 미터와 통신하는 전력 정보 수신부를 포함하는, 냉각 시스템 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 하기의 수학식에 기초하여 상기 냉동기 효율을 산출하고,
    냉동기 효율 = kWh / RTh
    kWh는 상기 냉동기의 시간당 소비 전력이고, RTh는 상기 냉각 시스템의 시간당 냉각 능력인, 냉각 시스템 진단 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 로드와 상기 냉동기 사이에 냉수를 순환시키는 제1 펌프의 소비 전력을 검출하는 제1 파워 미터로부터 검출된 제1 전력 정보를 수신하고,
    상기 출력부는, 상기 제1 전력 정보를 출력하는, 냉각 시스템 진단 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는, 표시부, 스피커, 점멸등, 및 프린터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는, 냉각 시스템 진단 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 냉각 시스템 진단 장치에서 냉수를 이용하여 로드를 냉각시키는 냉각 시스템을 진단하는 방법에 있어서,
    냉동기와 상기 로드 사이를 순환하는 냉수의 유량을 측정하는 제1 유량 센서에서 측정된 제1 유량 정보를 수신하는 단계;
    상기 냉동기로부터 상기 로드로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제1 온도 센서에서 측정된 제1 온도 정보를 수신하는 단계;
    상기 로드로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉수의 온도를 측정하는 제2 온도 센서에서 측정된 제2 온도 정보를 수신하는 단계;
    상기 냉동기의 소비 전력을 검출하는 제3 파워 미터로부터 검출된 제3 전력 정보를 수신하는 단계;
    상기 제1 유량 정보, 상기 제1 온도 정보, 및 상기 제2 온도 정보를 이용하여 상기 냉각 시스템의 냉각 능력을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 냉각 시스템의 냉각 능력을 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 냉각 시스템은 상기 냉동기에 냉각수를 공급하는 냉각 탑을 포함하고,
    상기 냉각 시스템의 냉각 능력 및 상기 냉동기의 소비 전력을 나타내는 상기 제3 전력 정보에 기초하여 냉동기 효율을 산출하는 단계;
    상기 냉동기 효율의 등급을 결정하는 단계; 및
    상기 냉동기 효율의 등급을 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 냉각 시스템 진단 장치는, 상기 냉각 시스템의 외부 장치이고, 상기 제1 유량 센서, 상기 제1 온도 센서, 상기 제2 온도 센서, 및 상기 제3 파워 미터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합과 무선 통신 방식으로 통신하고,
    상기 냉각 시스템 진단 장치는, 온도 정보 수신부, 유량 정보 수신부, 및 전력 정보 수신부를 포함하고,
    상기 제1 온도 정보를 수신하는 단계 및 상기 제2 온도 정보를 수신하는 단계는, 상기 온도 정보 수신부를 통해 상기 제1 온도 정보 및 상기 제2 온도 정보를 수신하고,
    상기 제1 유량 정보를 수신하는 단계는, 상기 유량 정보 수신부를 통해 상기 제1 유량 정보를 수신하고,
    상기 제3 전력 정보를 수신하는 단계는, 상기 전력 정보 수신부를 통해 상기 제3 전력 정보를 수신하는, 냉각 시스템 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉동기 효율을 산출하는 단계는, 하기의 수학식에 기초하여 상기 냉동기 효율을 산출하고,
    냉동기 효율 = kWh / RTh
    kWh는 상기 냉동기의 시간당 소비 전력이고, RTh는 상기 냉각 시스템의 시간당 냉각 능력인, 냉각 시스템 진단 방법.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 냉각 탑과 상기 냉동기 사이를 순환하는 냉각수의 유량을 측정하는 제2 유량 센서에서 측정된 제2 유량 정보, 상기 냉각 탑으로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제3 온도 센서에서 측정된 제3 온도 정보, 및 상기 냉동기로부터 상기 냉각 탑으로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제4 온도 센서에서 측정된 제4 온도 정보를 수신하는, 냉각 시스템 진단 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 냉각 시스템 진단 방법은,
    상기 냉각 탑과 상기 냉동기 사이를 순환하는 냉각수의 유량을 측정하는 제2 유량 센서에서 측정된 제2 유량 정보를 수신하는 단계;
    상기 냉각 탑으로부터 상기 냉동기로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제3 온도 센서에서 측정된 제3 온도 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 냉동기로부터 상기 냉각 탑으로 흘러가는 냉각수의 온도를 측정하는 제4 온도 센서에서 측정된 제4 온도 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 냉각 시스템 진단 방법.

KR1020180035984A 2018-03-28 2018-03-28 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법 KR101962920B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180035984A KR101962920B1 (ko) 2018-03-28 2018-03-28 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180035984A KR101962920B1 (ko) 2018-03-28 2018-03-28 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160072709A Division KR20170139990A (ko) 2016-06-10 2016-06-10 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180048466A KR20180048466A (ko) 2018-05-10
KR101962920B1 true KR101962920B1 (ko) 2019-03-28

Family

ID=62184622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180035984A KR101962920B1 (ko) 2018-03-28 2018-03-28 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101962920B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220055087A (ko) * 2020-10-26 2022-05-03 김현수 열교환용 냉각탑의 냉각수 수질관리장치
KR102487278B1 (ko) * 2022-05-11 2023-01-11 주식회사 터보코리아이엔에스 사물인터넷기반 열에너지배출량 모니터링이 가능한 터보블로워 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109000720A (zh) * 2018-06-25 2018-12-14 上海雁文智能科技有限公司 一种用于测量冷冻机房效率的高精度低误差的便携式设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200428759Y1 (ko) * 2006-07-19 2006-10-16 웅진코웨이주식회사 냉방 기능을 구비하는 공기청정기
JP2013170753A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Hitachi High-Tech Control Systems Corp 冷凍機システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5427563B2 (ja) * 2009-11-20 2014-02-26 三菱重工業株式会社 インバータターボ冷凍機の性能評価装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200428759Y1 (ko) * 2006-07-19 2006-10-16 웅진코웨이주식회사 냉방 기능을 구비하는 공기청정기
JP2013170753A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Hitachi High-Tech Control Systems Corp 冷凍機システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220055087A (ko) * 2020-10-26 2022-05-03 김현수 열교환용 냉각탑의 냉각수 수질관리장치
KR102399931B1 (ko) * 2020-10-26 2022-05-18 김현수 열교환용 냉각탑의 냉각수 수질관리장치
KR102487278B1 (ko) * 2022-05-11 2023-01-11 주식회사 터보코리아이엔에스 사물인터넷기반 열에너지배출량 모니터링이 가능한 터보블로워 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180048466A (ko) 2018-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101962920B1 (ko) 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법
CN100513936C (zh) Hvac监控和过热计算器***
US6701727B2 (en) Apparatus and method for managing heat source unit for air conditioner
CN101749825B (zh) 用于复合型空调器的冷媒追加控制方法
CN102149990A (zh) 泄漏诊断装置、泄漏诊断方法及制冷装置
JP4290705B2 (ja) 空気調和機の診断方法及び診断システム
CN106322680B (zh) 一种空调报警装置及方法
JP2011247564A (ja) 空調システムおよびその制御方法
JP2013155970A (ja) 冷凍装置の監視システム
JP2012127573A (ja) 熱源システム
JP2011214738A (ja) ダクト循環方式空調システムにおけるエネルギー消費効率管理方法
WO2018163402A1 (ja) 空気調和機の性能診断装置及び性能診断方法
GB2555064A (en) Refrigeration system
JP2008298405A (ja) 冷却水温度の推測方法および推測装置
JP7072398B2 (ja) 一体型空気調和装置の管理装置および管理プログラム
JP2003185232A (ja) 空気調和装置用熱源機の管理装置及び管理方法
KR101078010B1 (ko) 복합 열원 공조 시스템 장치 및 이의 제어 방법
CN208750945U (zh) 中央空调计费***
JP2009041886A (ja) 空調熱源設備の性能評価装置
JP2019020070A (ja) 空調装置の評価装置および評価方法
KR20170139990A (ko) 냉각 시스템을 진단하는 장치 및 방법
KR102431509B1 (ko) 중앙 제어 장치
CN204188239U (zh) 一种具有节能效能的燃气表温度适应性试验装置
JP6773078B2 (ja) 空調管理システム及び通信制御装置
TWI432686B (zh) Monitoring system and method of refrigeration equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)