KR102104818B1 - 칠러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실외온도가 낮은 경우 압축기를 오프시킨 상태에서 증발기를 냉각할 수 있어, 소비 전력을 저감할 수 있는 칠러에 관한 것으로, 증발기와 압축기 사이에서 기상냉매와 액냉매를 분리하는 어큐뮬레이터와, 어큐뮬레이터에 연결된 냉매저장배관과, 냉매저장배관과 연결된 리시버와, 일단이 리시버에 연결되고 타단이 메인 팽창기구와 증발기 사이의 냉매배관에 연결되는 냉매유동배관과, 냉매유동배관에 설치된 냉매펌프와, 냉매펌프에 의해 냉매 순환시 냉매가 통과하는 바이패스 배관 및 리시버 입구배관을 포함할 수 있다.

Description

칠러{chiller}
본 발명은 공기 조화 기능을 수행하는 칠러에 관한 것이다.
칠러 시스템은 냉수를 냉수 수요처로 공급하는 것으로서, 칠러와 냉수 수요처를 포함할 수 있다.
칠러는 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기를 포함하고, 증발기는 물과 냉매를 열교환시키게 구성되고, 냉수 수요처는 냉매와 열교환된 물이 통과하는 별도의 열교환기(즉, 냉수 코일)를 포함하고, 열교환기가 실내로 송풍되는 공기를 냉각시켜 실내를 냉방시킬 수 있다.
냉수 수요처는 공기를 냉수와 열교환시키는 수냉식 공조기가 될 수 있으며, 실내 공기와 실외 공기를 혼합한 후 혼합 공기를 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 에어 핸들링 유닛(AHU: Air Handing Unit)으로 구성되는 것이 가능하고, 실내에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 팬 코일 유닛(FCU:Fan Coil Unit)으로 구성되는 것이 가능하며, 실내의 바닥에 매설된 바닥 배관 유닛으로 구성되는 것도 가능하다.
등록특허공보 제10-1727561호(2017.05.02.)
본 발명은 실외온도가 낮은 경우 압축기를 오프시킨 상태에서 증발기를 냉각할 수 있어, 소비 전력을 저감할 수 있는 칠러를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 칠러는 증발기와 압축기 사이에서 기상냉매와 액냉매를 분리하는 어큐뮬레이터와, 어큐뮬레이터에 연결된 냉매저장배관과, 냉매저장배관과 연결된 리시버와, 일단이 리시버에 연결되고 타단이 메인 팽창기구와 증발기 사이의 냉매배관에 연결되는 냉매유동배관과, 냉매유동배관에 설치된 냉매펌프와, 냉매펌프에 의해 냉매 순환시 냉매가 통과하는 바이패스 배관 및 리시버 입구배관을 포함할 수 있다.
실외온도에 따라 일반운전과 전력저감운전을 선택적으로 실시하는 제어부를 포함하고, 제어부는 실외온도가 설정온도 미만이면 전력저감운전을 실시하며, 전력저감운전시 냉매배관의 냉매 및 어큐뮬레이터의 액냉매를 리시버에 저장하는 냉매 저장모드를 실시한 후, 리시버의 냉매를 증발기와, 응축기와, 리시버를 순환시키는 열교환모드를 실시할 수 있다.
제어부는 전력저감운전의 도중에 실외온도가 설정온도 이상이면, 전력저감운전을 정지하고, 일반운전으로 제어할 수 있다.
제어부는 냉매 저장모드를 설정시간 동안 실시한 후 열교환모드를 개시할 수 있다.
제어부는 일반운전시 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어하고, 전력저감모드시 팽창기구를 최소개도로 제어할 수 있다.
냉매펌프와 증발기 사이에서 냉매를 팽창시키는 서브 팽창기구를 더 포함하고, 제어부는 저장모드시 서브 팽창기구를 최대개도로 제어하고, 열교환모드시 서브 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어할 수 있다.
증발기와 어큐뮬레이터 사이에서 개폐되는 제1 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제1 밸브를 일반운전 및 냉매 저장모드시 오픈시키고, 열교환모드시 클로즈 시킬 수 있다.
일단이 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 압축기와 응축기 사이의 냉매배관에 연결되는 바이패스 배관과, 바이패스 배관에서 개폐되는 제2 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제2 밸브를 일반운전 및 냉매 저장모드시 클로즈시키고, 열교환모드시 오픈시킬 수 있다.
냉매저장배관에서 개폐되는 제3 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제3 밸브를 냉매 저장모드시 오픈시키고, 일반운전 및 열교환모드시 클로즈시킬 수 있다.
일단이 응축기와 메인 팽창기구 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 리시버에 연결되는 리시버 입구배관과, 리시버 입구배관에서 개폐되는 제4 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제4 밸브를 열교환모드시 오픈시키고, 일반운전 및 냉매 저장모드시 클로즈시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 칠러는 압축기가 오프된 상태에서 냉매가 리시버와, 냉매펌프와, 증발기, 응축기를 순환될 수 있기 때문에, 소비전력을 최소화하면서 증발기가 냉수를 지속적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 리시버에 냉매를 모았다가 냉매가 리시버와, 냉매펌프와, 증발기, 응축기를 순환하기 때문에, 다량의 냉매가 증발기가 유동되면서 냉각 효율을 높일 수 있다.
또한, 칠러는 외기온도가 비교적 낮은 저부하일 때, 압축기 소비 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 칠러는 증발기와 어큐뮬레이터 사이에서 개폐되는 밸브를 이용하여 냉매 저장모드시 냉매를 리시버에 저장하고, 열교환모드시 압축기로의 냉매 유동을 차단할 수 있다.
또한, 칠러는 증발기에서 토출되는 냉매를 응축기로 안내하는 바이패스 배관을 포함함으로써 냉매의 순환 경로를 최소화하여 냉매 유동저항을 최소화할 수 있고, 바이패스 배관에서 개폐되는 밸브를 이용하여 일반모드시에는 냉매를 압축기로 안내하고, 열교환모드시 냉매를 응축기로 안내할 수 있다.
또한, 칠러는 어큐뮬레이터와 리시버를 연결하는 냉매저장배관과, 냉매저장배관에서 개폐되는 밸브를 이용하여 냉매배관에 남아있는 냉매를 리시버에 저장함으로써 냉매 순환시 냉매 유량을 늘려 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 칠러는 응축기에서 토출된 냉매를 리시버로 안내하는 리시버 입구배관과, 리시버 입구배관에서 개폐되는 밸브를 이용하여 일반모드시 리시버로의 냉매 유동을 차단하고, 열교환모드시 리시버로 냉매를 신속하게 안내할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러가 적용된 칠러 시스템의 구성도이다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 제어 블록도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 운전방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 전력저감운전 실시를 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 일반운전과 전력저감 운전시, 압축기, 냉매펌프과, 실외팬과, 메인 팽창기구와, 서브 팽창기구와, 증발기 출구밸브와, 응축기 입구밸브와, 냉매 저장밸브와, 리시버 입구밸브 각각의 제어가 도시된 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 일반운전시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 냉매 저장모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 열교환모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러가 적용된 칠러 시스템의 구성도이다.
본 실시예의 칠러(10)는 냉수 수요처(2)와 연결될 수 있고, 칠러(10)와 냉수 수요처(2)는 냉수 수요처(2)로 냉수를 공급할 수 있는 칠러 시스템을 구성할 수 있다.
칠러(10)는 냉동 사이클을 이용하여 냉수 수요처(2)의 열교환기(3)로 냉수를 공급하는 냉수 공급 유닛이다.
칠러(10)는 실외온도에 따라 일반운전 또는 전력저감운전을 실시할 수 있다.
일반운전은 냉매가 압축기(11)와, 응축기(12)와, 메인팽창기구(13)와, 증발기(14)를 순환하는 운전을 의미하고, 전력저감운전은 압축기(11)가 오프된 상태에서 냉매가 순환하는 운전을 의미할 수 있다.
전력저감운전은 일반운전의 경우 보다 소비 전력을 감소시킬 수 있는 운전 모드로, 압축기(11)가 오프된 상태에서 냉매가 순환하는 운전일 수 있다. 전력저감운전에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.
칠러(10)는 냉매를 압축하는 압축기(11), 압축기(11)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(12), 응축기(12)에서 응축된 냉매가 팽창되는 메인 팽창기구(13), 메인 팽창기구(13)에서 팽창된 냉매가 물과 열교환되어 증발되는 증발기(14)를 포함하고, 압축기(11)와 응축기(12)와 메인 팽창기구(13)와 증발기(14)가 냉동 사이클을 형성한다.
칠러(10)는 냉각탑에서 열 매체를 비산시켜 방열하는 수냉식과, 열 매체가 흐르는 열교환기를 공기와 접촉시켜 방열하는 공랭식으로 구분될 수 있다.
압축기(11)는 운전 용량이 가변되는 용량 가변형 압축기로 이루어지고, 복수개의 압축기가 부하에 따라 일부 혹은 전부 구동되거나, 인버터 압축기 등으로 이루어진다.
압축기(11)는 냉매를 압축할 수 있다. 압축기(11)는 칠러의 동작 상태에 따라 선택적으로 구동될 수 있다. 구체적으로, 압축기(11)는 칠러의 일반운전시 온될 수 있고, 칠러(10)의 전력저감운전시 오프될 수 있다.
압축기(11)는 응축기(12)와 압축기 출구 배관(21)으로 연결될 수 있다. 압축기 출구 배관(21)에는 압축기(11)에서 유출된 냉매와 오일 중 오일을 분리하는 오일 분리기(15)가 설치될 수 있다. 오일 분리기(15)는 압축기(11)와 오일 회수 배관(16)로 연결될 수 있고, 오일 분리기(15)에서 냉매와 분리된 오일은 오일 회수 배관(16)를 통해 압축기로 회수될 수 있다.
응축기(12)는 실외 팬(17)에 의해 송풍되는 실외 공기에 의해 냉매가 응축시키는 것으로서, 압축기 출구 배관(21)을 통해 유동된 냉매는 실외 공기와 열교환되어 공랭식으로 응축될 수 있다.
응축기(12)는 압축기(11)에서 압축된 냉매를 응축시킬 수 있다. 냉매는 일반운전시와, 열교환모드시 응축기(12)를 통과할 수 있다.
증발기(14)는 냉수 수요처(2)와 수배관(22)(23)으로 연결될 수 있고, 메인 팽창기구(13)에서 팽창된 냉매가 증발되면서 물을 냉각시키는 쿨러일 수 있다. 증발기(14)에는 냉매가 통과하는 냉매 유로(14A)와, 물이 통과하는 물 유로(14B)가 열교환 부재를 사이에 두고 형성된다.
증발기(14)의 일예는 쉘 앤 튜브형 열교환기로 구성될 수 있다. 증발기(14)는 물이 통과하고 물 유로를 갖는 복수개의 이너 튜브와, 복수개의 이너 튜브의 외측에 형성되고 복수개의 이너 튜브와 사이에 냉매가 통과하는 냉매 유로를 갖는 쉘을 포함할 수 있다.
증발기(14)의 다른예는 물 유로와 냉매 유로가 판 형상의 열교환부재를 사이에 두고 배치된 판형 열교환기로 구성되는 것이 가능하다.
증발기(14)의 또 다른 예는 냉수 수요처(2)의 열교환기(3)와 수배관(22)(23)으로 연결되는 이중관 열교환기로 구성될 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 이너 튜브와, 이너 튜브를 둘러싸는 아우터 튜브를 포함할 수 있다.
본 실시예는 증발기(14)의 종류에 한정되지 않고, 냉매 유로와 냉수 유로가 열전달부재를 사이에 두고 분리되는 것이면, 적용가능하다.
수배관(22)(23)에는 냉수가 증발기(14)와 냉수 수요처(2)를 순환할 수 있도록 냉수를 펌핑시키는 냉수 펌프(18)가 설치될 수 있다.
칠러(10)는 어큐뮬레이터(31)와, 어큐뮬레이터(31)에 연결된 냉매저장배관(32)과, 냉매저장배관(32)과 연결된 리시버(33)와, 리시버(33)에 연결되는 냉매유동배관(34)과, 냉매유동배관(34)에 설치된 냉매펌프(35)와, 냉매펌프(35)에 의해 냉매 순환시 냉매가 통과하는 바이패스 배관(36) 및 리시버 입구배관(37)을 포함할 수 있다.
전력저감운전은 일반운전시 보다 소모 전력을 줄이면서 냉매를 순환시키는 운전 모드로, 냉매를 리시버(33)에 저장하는 냉매 저장모드와, 리시버(33)의 냉매를 순환시키는 열교환모드를 포함할 수 있다. 냉매 저장모드에서는 냉매가 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14) 및 어큐뮬레이터(31)를 순환하고, 열교환모드에서는 냉매가 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14) 및 응축기(12)를 순환할 수 있다.
응축기(12)와 증발기(14) 사이에는 증발기 입구배관(51)이 연결될 수 있다. 증발기 입구배관(51)은 응축기(12)와 메인 팽창기구(13) 사이의 냉매 유로인 응축기 토출배관(51A)와, 메인 팽창기구(13)와 서브 팽창기구(38) 사이의 냉매 유로인 메인 팽창배관(51B)와, 서브 팽창기구(38)와 증발기(14) 사이의 서브 팽창 배관(51C)를 포함할 수 있다.
메인 팽창기구(13)는 증발기 입구배관(51)에 설치될 수 있다.
메인 팽창기구(13)는 유동되는 냉매를 팽창시키는 것으로서, 개도 조절이 가능한 EEV나 LEV 등의 전자식 팽창밸브로 구성될 수 있다. 메인 팽창기구(13)는 최소개도 또는 최대개도로 조절되거나, 최소개도 보다 크고 최대개도 보다 작은 냉매팽창개도로 조절될 수 있다. 최소개도는 메인 팽창기구(13)가 최대로 닫히는 풀 클로즈일 수 있으며, 최대개도는 메인 팽창기구(13)가 최대로 열리는 풀 오픈일 수 있다.
메인 팽창기구(13)의 개도가 클수록 유동되는 냉매의 유량이 증가될 수 있고, 메인 팽창기구(13)의 개도가 작을수록 냉매의 유량이 감소될 수 있다.
증발기(14)에서는 팽창된 냉매가 물과 열교환될 수 있다.
증발기(14)에는 증발기 출구배관(52)이 연결되고, 증발기 출구배관(52)에는 증발기(14)에서 열교환된 냉매가 통과할 수 있다.
증발기 출구배관(52)은 일단이 증발기(14)에 연결되고, 타단이 어큐뮬레이터(31)에 연결될 수 있다. 증발기 출구배관(52)은 후술하는 증발기 출구밸브(41)와 증발기(14) 사이의 냉매 유로인 증발기 토출배관(52A)와, 증발기 출구배관(52)과 어큐뮬레이터(32) 사이의 냉매 유로인 어큐뮬레이터 입구배관(52B)를 포함할 수 있다.
어큐뮬레이터(31)는 증발기(14) 및 압축기(11) 사이에서 기상냉매와 액냉매를 분리할 수 있다.
어큐뮬레이터(31)는 증발기 출구배관(52)과, 냉매저장배관(32)과, 압축기 입구배관(53)이 연결될 수 있다.
어큐뮬레이터(31)에는 증발기 출구배관(52)을 통과한 냉매가 유입될 수 있다. 어큐뮬레이터(31)는 기상냉매와 액냉매를 분리하고, 기상냉매를 압축기 입구배관(53)을 통해 압축기(11)로 안내할 수 있고, 액냉매를 냉매저장배관(32)을 통해 리시버(33)로 안내할 수 있다.
리시버(33)에는 냉매저장배관(32)과, 리시버 입구배관(37)과, 냉매유동배관(34)이 연결될 수 있다.
냉매저장배관(32)은 일단이 어큐뮬레이터(31)에 연결되고, 타단이 리시버(33)에 연결될 수 있다.
리시버 입구배관(37)은 일단이 메인 팽창기구(13)와 응축기(12) 사이의 증발기 입구배관(51)에 연결되고, 타단이 리시버(33)에 연결될 수 있다. 즉, 리시버 입구배관(37)은 응축기 토출배관(51A)와 리시버(33)에 연결될 수 있다.
냉매유동배관(34)은 일단이 리시버(33)에 연결되고, 타단이 증발기 입구배관(51) 중 메인 팽창기구(13)와 서브 팽창기구(38) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 냉매유동배관(34)은 메인 팽창배관(51B)에 연결될 수 있고, 리시버(33)의 냉매는 메인 팽창배관(51B)로 안내될 수 있다.
냉매펌프(35)는 냉매유동배관(34)에 설치될 수 있다. 냉매펌프(35)는 리시버(33)에 저장된 냉매를 냉매유동배관(34)으로 토출시킬 수 있다. 냉매펌프(35)는 전력저감모드시 냉매를 순환시킬 수 있다.
서브 팽창기구(38)는 냉매펌프(35)와 증발기(14) 사이에서 냉매를 팽창시킬 수 있다. 예를 들어, 서브 팽창기구(38)는 증발기 입구배관(51) 중 증발기(14)와 냉매유동배관(34)이 연결된 지점과 사이에 설치될 수 있고, 냉매유동배관(34)을 통과한 냉매의 유량을 조절할 수 있다.
서브 팽창기구(38)는 개도 조절이 가능한 EEV나 LEV 등의 전자식 팽창밸브로 구성될 수 있다. 서브 팽창기구(38)는 최소개도 또는 최대개도로 조절되거나, 최소개도 보다 크고 최대개도 보다 작은 냉매팽창개도로 조절될 수 있다. 최소개도는 서브 팽창기구(38)가 최대로 닫히는 풀 클로즈일 수 있으며, 최대개도는 서브 팽창기구(38)가 최대로 열리는 풀 오픈일 수 있다.
서브 팽창기구(38)의 개도가 클수록 유동되는 냉매의 유량이 증가될 수 있고, 서브 팽창기구(38)의 개도가 작을수록 냉매의 유량이 감소될 수 있다.
증발기 출구배관(52)에는 바이패스 배관(36)이 연결될 수 있다. 바이패스 배관(36)은 일단이 증발기 출구배관(52)에 연결되고, 타단이 압축기 출구배관(21)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 바이패스 배관(36)은 일단이 증발기(14)와 증발기 출구밸브(41) 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 응축기(12)와 오일분리기(15) 사이의 냉매배관에 연결될 수 있다.
또한, 칠러(10)는 증발기 출구밸브(41)와, 응축기 입구밸브(42)와, 냉매저장밸브(43)와, 리시버 입구밸브(44) 중 적어도 일부 또는 전부를 더 포함할 수 있다.
증발기 출구밸브(41)와, 응축기 입구밸브(42)와, 냉매저장밸브(43)와, 리시버 입구밸브(44) 각각은 솔레노이드 밸브일 수 있고, 온 또는 오프로 제어될 수 있고, 온 제어시 풀 오픈이며 오프 제어시 풀 클로즈일 수 있다.
증발기 출구밸브(41)는 증발기 출구배관(52)에 설치될 수 있다. 바람직하게는 증발기 출구밸브(41)는 증발기 출구배관(52) 중 바이패스 배관(36)이 연결된 지점과 어큐뮬레이터(31) 사이에 설치될 수 있다. 증발기 출구밸브(41)는 증발기(14)에서 어큐뮬레이터(31)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
응축기 입구밸브(42)는 바이패스 배관(36)에 설치될 수 있다. 이 때, 바이패스 배관(36)은 일단이 증발기(14)와 증발기 출구밸브(41) 사이의 증발기 출구배관(52)에 연결되고, 타단이 오일분리기(15)와 응축기(12) 사이의 압축기 출구 배관(21)에 연결될 수 있다. 응축기 입구밸브(42)는 증발기(14)에서 응축기(12)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
냉매저장밸브(43)는 냉매저장배관(32)에 설치될 수 있다. 냉매저장밸브(43)는 어큐뮬레이터(31)에서 리시버(33)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
리시버 입구밸브(44)는 리시버 입구배관(37)에 설치될 수 있다. 리시버 입구밸브(44)는 응축기(12)에서 리시버(33)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 제어 블록도이고, 도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 운전방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 3의 전력저감운전 실시를 구체적으로 나타내는 순서도이고, 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 일반운전과 전력저감 운전시, 압축기, 냉매펌프과, 실외팬과, 메인 팽창기구와, 서브 팽창기구와, 증발기 출구밸브와, 응축기 입구밸브와, 냉매 저장밸브와, 리시버 입구밸브 각각의 제어가 도시된 도이다.
칠러(10)는 실외온도를 감지하는 실외온도 센서(30)와, 타이머(39)와, 칠러(10)의 운전을 제어하는 제어부(40)를 더 포함할 수 있다.
실외온도 센서(30)는 응축기(12) 주위에 설치되어 실외온도를 감지할 수 있고, 실외온도 정보를 제어부(40)에 전달할 수 있다. 실외온도 센서(30)는 외기와 냉매가 열교환되는 응축기(12)와 이격되게 설치될 수 있다.
타이머(39)는 시간의 경과를 측정할 수 있고, 측정된 시간 정보를 제어부(40)에 전달할 수 있다.
제어부(40)는 압축기(11), 응축기(12), 메인 팽창기구(13), 서브 팽창기구(38), 증발기(14), 냉매펌프(35), 실외팬(17), 증발기 출구밸브(41), 응축기 입구밸브(42), 냉매저장밸브(43) 및 리시버 입구밸브(44) 각각을 제어할 수 있다.
제어부(40)는 실외온도 센서(30) 및 타이머(39)로부터 전달되는 정보에 기초하여 일반운전, 전력저감운전(냉매 저장모드 또는 열교환모드)를 실시하도록 제어할 수 있다.
제어부(40)는 실외온도에 따라 일반운전과 전력저감운전을 선택적으로 실시할 수 있다. 구체적으로, 제어부(40)는 실외온도가 설정온도 이상이면 일반운전을 실시할 수 있고, 실외온도가 설정온도 미만이면 전력저감운전을 실시할 수 있다.
도 3를 참조하면, 제어부(40)는 일반운전을 실시할 수 있다(S11).
제어부(40)는 일반운전시 압축기(11)를 온시켜 냉매를 유동시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일반운전시 제어부(40)는 압축기(11)를 온으로 제어하고, 냉매펌프(35)를 오프로 제어하고, 실외팬(17)을 온으로 제어하고, 메인 팽창기구(13)를 냉매팽창개도로 제어하고, 서브 팽창기구(38)를 최대개도로 제어하고, 증발기 출구밸브(41)를 오픈시키고, 응축기 입구밸브(42)를 클로즈시키고, 냉매저장밸브(43)를 클로즈시키고, 리시버 입구밸브(44)를 클로즈시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 일반운전시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 칠러(10)의 냉매는 일반운전시 압축기(11)와, 응축기(12)와, 메인 팽창기구(13)와, 서브 팽창기구(38)와, 증발기(14)와, 어큐뮬레이터(31)를 순환할 수 있다.
다시, 도 3를 설명한다.
제어부(40)는 일반운전을 실시하는 동안 실외온도를 감지할 수 있다(S12).
제어부(40)는 일반운전을 실시하는 동안 실외온도를 감지하도록 실외온도 센서(30)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 실외온도 센서(30)는 설정 주기마다 실외온도를 감지할 수 있다.
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만인가 판단할 수 있다(S13).
여기서, 실외온도는 실외온도 센서(30)가 감지한 온도를 나타내고, 설정온도는 입력부(미도시) 등을 통해 설정되거나, 저장부(미도시) 등에 미리 저장된 온도일 수 있다. 예를 들어, 설정온도는 5℃일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로 이에 제한되지 않는다.
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 이상인 경우 일반운전을 유지할 수 있다.
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만인 경우 전력저감운전을 실시할 수 있다(S14).
전력저감운전은 냉매 저장모드와 열교환모드를 포함할 수 있고, 전력저감운전시 냉매 저장모드와 열교환모드를 순서대로 실시할 수 있다.
냉매 저장모드는 냉매배관에 남아 있는 냉매와 어큐뮬레이터(31)의 액냉매를 리시비(33)에 저장하는 운전 모드일 수 있다. 이 때, 냉매배관은 증발기 입구배관(51), 증발기 출구배관(52), 냉매저장배관(32) 및 냉매유동배관(34) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
열교환모드는 리시버(33)에 저장된 냉매가 순환하면서 증발기(14)에서 물과 열교환되는 운전 모드일 수 있다.
도 4를 참조하면, 전력저감운전을 실시하는 경우 제어부(40)는 냉매 저장모드를 실시할 수 있다(S111).
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 t1 시점에 일반운전에서 냉매 저장모드로 전환할 수 있고, 냉매 저장모드시 제어부(40)는 압축기(11)를 오프로 제어하고, 냉매펌프(35)를 온으로 제어하고, 실외팬(17)을 오프로 제어하고, 메인 팽창기구(13)를 최소개도로 제어하고, 서브 팽창기구(38)를 최대개도로 제어하고, 증발기 출구밸브(41)를 오픈시키고, 응축기 입구밸브(42)를 클로즈시키고, 냉매저장밸브(43)를 오픈시키고, 리시버 입구밸브(44)를 클로즈시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 냉매 저장모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 칠러(10)의 냉매는 냉매 저장모드시 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14), 어큐뮬레이터(31)를 순환할 수 있다.
다시, 도 4를 설명한다.
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 이상인지 판단할 수 있다(S112).
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간을 측정하도록 타이머(39)를 제어할 수 있다. 타이머(39)는 냉매 저장모드가 실시되는 시점에 카운트를 시작하여 냉매 저장모드로의 동작시간을 측정할 수 있다.
설정시간은 입력부(미도시) 등을 통해 설정되거나, 저장부(미도시) 등에 미리 저장된 시간일 수 있다. 예를 들어, 설정시간은 10분일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로 이에 제한되지 않는다.
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 미만이면 냉매 저장모드를 유지할 수 있다.
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 이상이면, 열교환모드를 실시할 수 있다(S113).
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 t2 시점에 냉매 저장모드에서 열교환모드로 전환할 수 있고, 열교환모드시 제어부(40)는 압축기(11)를 오프로 제어하고, 냉매펌프(35)를 온으로 제어하고, 실외팬(17)을 온으로 제어하고, 메인 팽창기구(13)를 최소개도로 제어하고, 서브 팽창기구(38)를 냉매팽창개도로 제어하고, 증발기 출구밸브(41)를 클로즈시키고, 응축기 입구밸브(42)를 오픈시키고, 냉매저장밸브(43)를 클로즈시키고, 리시버 입구밸브(44)를 오픈시킬 수 있다.
도 8는 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 열교환모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 칠러(10)의 냉매는 열교환모드시 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14), 응축기(12)를 순환할 수 있다.
다시, 도 3를 설명한다.
제어부(40)는 전력저감운전을 실시하는 동안 실외온도를 감지할 수 있다(S15).
즉, 제어부(40)는 냉매 저장모드와 열교환모드를 실시하는 동안 실외온도를 감지하도록 실외온도 센서(30)를 제어할 수 있다.
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만인가 판단할 수 있다(S16).
여기서, 설정온도는 단계 S12에서의 설정온도와 동일하다.
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만이면 전력저감운전을 유지할 수 있다.
한편, 제어부(40)는 실외온도가 설정온도 이상이면 일반운전을 실시할 수 있다. 즉, 실외온도가 설정온도 이상이면 제어부(40)는 전력저감운전에서 일반운전으로 전환할 수 있다. 도 5을 참조하면, 제어부(40)는 t3 시점에 열교환모드에서 일반운전으로 전환할 수 있고, 이 때 t3 는 실외온도가 설정온도 이상으로 감지된 시점일 수 있다. 한편, 제어부(40)는 냉매 저장모드를 실시하는 도중에도 외온도가 설정온도 이상으로 감지되면 냉매 저장모드에서 일반운전으로 전환할 수 있다.
실외온도가 설정온도 이상인 경우는 전력저감운전의 탈출 조건일 수 있다. 제어부(40)는 전력저감운전의 도중 실외온도가 설정온도 이상이면, 전력저감운전을 정지하고 일반운전으로 제어할 수 있다.
냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 이상인 경우는 열교환모드의 개시조건일 수 있다. 제어부(40)는 냉매 저장모드를 설정시간 동안 실시한 후 열교환모드를 개시할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 압축기 12: 응축기
13: 메인 팽창기구 14: 증발기
31: 어큐뮬레이터 32: 냉매저장배관
33: 리시버 34: 냉매유동배관
35: 냉매펌프 36: 바이패스 배관'
37: 리시버 입구배관 38: 서브 팽창기구

Claims (10)

  1. 냉매가 압축기와, 응축기와, 메인 팽창기구와 증발기를 순환하는 칠러에 있어서,
    상기 증발기와 상기 압축기 사이에서 기상냉매와 액냉매를 분리하는 어큐뮬레이터와;
    상기 어큐뮬레이터에 연결된 냉매저장배관과;
    상기 냉매저장배관과 연결된 리시버와;
    일단이 상기 리시버에 연결되고, 타단이 상기 메인 팽창기구와 상기 증발기 사이의 냉매배관에 연결되는 냉매유동배관과;
    상기 냉매유동배관에 설치된 냉매펌프와;
    상기 냉매펌프에 의해 냉매 순환시 냉매가 통과하는 바이패스 배관 및 리시버 입구배관을 포함하며,
    상기 냉매저장배관은 일단이 상기 어큐뮬레이터에 연결되고, 타단이 상기 리시버에 연결되는 칠러.
  2. 제1항에 있어서,
    실외온도에 따라 일반운전과 전력저감운전을 선택적으로 실시하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 실외온도가 설정온도 미만이면, 전력저감운전을 실시하며,
    전력저감운전시, 상기 냉매배관의 냉매 및 상기 어큐뮬레이터의 액냉매를 상기 리시버에 저장하는 냉매 저장모드를 실시한 후,
    상기 리시버의 냉매를 증발기와, 응축기와, 리시버를 순환시키는 열교환모드를 실시하는 칠러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전력저감운전의 도중에 상기 실외온도가 설정온도 이상이면, 상기 전력저감운전을 정지하고, 상기 일반운전으로 제어하는 칠러.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉매 저장모드를 설정시간 동안 실시한 후 상기 열교환모드를 개시하는 칠러.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 일반운전시 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어하고, 상기 전력저감운전시 상기 팽창기구를 최소개도로 제어하는 칠러.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 냉매펌프와 상기 증발기 사이에서 냉매를 팽창시키는 서브 팽창기구를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 냉매 저장모드시 상기 서브 팽창기구를 최대개도로 제어하고, 상기 열교환모드시 상기 서브 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어하는 칠러.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 증발기와 상기 어큐뮬레이터 사이에서 개폐되는 증발기 출구밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 증발기 출구밸브를 상기 일반운전 및 상기 냉매 저장모드시 오픈시키고, 상기 열교환모드시 클로즈시키는 칠러.
  8. 제2항에 있어서,
    일단이 상기 증발기와 상기 어큐뮬레이터 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 상기 압축기와 상기 응축기 사이의 냉매배관에 연결되는 바이패스 배관과,
    상기 바이패스 배관에서 개폐되는 응축기 입구밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 응축기 입구밸브를 상기 일반운전 및 상기 냉매 저장모드시 클로즈시키고, 상기 열교환모드시 오픈시키는 칠러.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 냉매저장배관에서 개폐되는 냉매저장밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 냉매저장밸브를 상기 냉매 저장모드시 오픈시키고, 상기 일반운전 및 상기 열교환모드시 클로즈시키는 칠러.
  10. 제2항에 있어서,
    일단이 상기 응축기와 상기 메인 팽창기구 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 상기 리시버에 연결되는 리시버 입구배관과,
    상기 리시버 입구배관에서 개폐되는 리시버 입구밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 리시버 입구밸브를 상기 열교환모드시 오픈시키고, 상기 일반운전 및 상기 냉매 저장모드시 클로즈시키는 칠러.
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