KR20120124721A - A system for cooling using cooling water - Google Patents

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KR20120124721A
KR20120124721A KR1020110042536A KR20110042536A KR20120124721A KR 20120124721 A KR20120124721 A KR 20120124721A KR 1020110042536 A KR1020110042536 A KR 1020110042536A KR 20110042536 A KR20110042536 A KR 20110042536A KR 20120124721 A KR20120124721 A KR 20120124721A
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김인수
박원흠
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주식회사 케이티
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Abstract

PURPOSE: A cooling device using cooling water and a control method for the same are provided to maximize the cooling capacity of a cooler by controlling the flow quantity of the cooling water. CONSTITUTION: A cooling device using cooling water comprises a cooling tower(100), a cooler(300), a heat exchanger(200), a control unit(800), a flow quantity control unit, and a flow ratio control unit. The cooling tower cools the cooling water. The cooler cools the cooling water. The heat exchanger performs heat exchange of cooling water in the cooling tower and a cooling load part. The flow quantity control unit and the flow ratio control unit control the flow quantity, the inflow, the outflow of the cooling water. [Reference numerals] (100) Cooling tower; (670) Outdoor temperature sensor; (800) Control unit; (AA) Cooling; (BB) Load; (CC) Cooler

Description

냉각수를 이용한 냉방장치 및 그 제어방법{A system for cooling using cooling water}Cooling device using cooling water and its control method {A system for cooling using cooling water}

본 발명은 냉각수를 이용한 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동절기 및 환절기 외기온도 변화에 따라 냉동기와 냉각수를 병행하여 냉수를 냉각시킴으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 기술이다.The present invention relates to a cooling device using a cooling water and a control method thereof, and more particularly, a technology for improving energy efficiency by cooling cold water in parallel with a freezer and cooling water according to a change in the outside air temperature during the winter and season.

현재 대용량 통신 장비들을 갖춘 통신실, 발전기, 정밀부품을 생산하는 반도체 공장 등에서 항온 및 항습을 유지하기 위해 냉방장치를 연중무휴로 가동하고 있다.Currently, air conditioners are operating 24/7 to maintain constant temperature and humidity in communication rooms equipped with high capacity communication equipment, generators, and semiconductor factories that produce precision parts.

종래의 냉매를 이용한 전기압축식 냉동기중 중앙집중 방식에서는 아래와 같은 방식으로 구동된다. In the centralized method of the conventional electric compression refrigerator using a refrigerant is driven in the following manner.

먼저 실내에서 발생한 열을 냉수펌프와 냉수배관을 통해 냉동기 증발기를 통과시키면 저온냉매에 의해 열을 빼앗아 냉수의 온도는 낮아지고 냉매순환에 의해 냉동기응축기에서는 실내에서 흡수한 열을 냉각수펌프 및 배관을 통해 옥상 냉각탑으로 퍼 버리는 구조이다. First, if the heat generated in the room passes through the freezer evaporator through the cold water pump and the cold water pipe, the heat is taken away by the low temperature refrigerant and the temperature of the cold water is lowered. The refrigerant condenser absorbs the heat absorbed indoors through the coolant pump and the piping. It is a structure that spreads to a rooftop cooling tower.

다시 말해 냉동기는 열을 파괴하는 것이 아니고 냉매순환에 의해 열을 이동하는 수단으로서 저압측에서는 냉매증발잠열에 의해 열이 흡수되어 냉수의 온도가 낮아지고 고압측에서는 냉매증기가 응축잠열에 의해 열이 발생하는데 이열을 외부로 연속적으로 방출하기 위하여 냉각탑과 적당한 온도의 냉각수가 필요하다. In other words, the refrigerator does not destroy heat, but is a means of transferring heat by refrigerant circulation. On the low pressure side, heat is absorbed by the latent heat of refrigerant evaporation, and the temperature of the cold water is lowered. In order to continuously discharge this heat to the outside, a cooling tower and a suitable temperature of coolant are required.

이와같이, 종래의 냉방장치는 냉방부하측의 냉수를 냉각하기 위해 외기온도 변화에 상관없이 항상 냉동기를 연속적으로 가동해야하므로 전력소모량이 높고 냉동기 가동시간이 증가등으로 인해 냉동기의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.As such, the conventional air conditioner has a problem that the life of the freezer is shortened due to high power consumption and increased freezer operation time because the refrigerator must be continuously operated regardless of the change in the outside temperature to cool the cold water on the cooling load side. .

이러한 문제점을 해결하기 위해, 냉각탑을 추가로 설치하고 냉각된 부동액을 순환시켜 냉방을 하는 드라이쿨러 장치가 개발되어 있으나, 드라이쿨러 장치는 부동액, 펌프, 배관, 냉각탑 및 전원설비를 추가적으로 이중 설치해야 하므로 설치 공간, 설치비용, 운전비용 면에서 비효율적인 문제점이 있었다.In order to solve this problem, a dry cooler device has been developed to install an additional cooling tower and circulate the cooled antifreeze, but the dry cooler device requires an additional double installation of an antifreeze, a pump, a pipe, a cooling tower, and a power supply. There was an inefficient problem in terms of installation space, installation cost, and operating cost.

본 발명의 목적은 냉각수는 냉동기운전중에만 이용되는 것을 외기온도가 낮을시에는 냉동기를 정지시키고 이용하던 것에 외기온도가 비교적 낮을시에는 냉동기와 병행하여 실내에서 흡수한 냉수의 열을 제거함으로써 냉방장치의 에너지효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.It is an object of the present invention that the cooling water is used only during the operation of the refrigerator. When the outside temperature is low, the refrigerator is stopped and used. When the outside temperature is relatively low, the cooling device is removed by removing the heat of cold water absorbed in the room in parallel with the freezer. To improve energy efficiency.

또한, 본 발명의 다른 목적은 냉각수와 냉동기를 병행하여 냉수의 열을 제고하고자 하는 경우 최적의 자동제어 프로그램과 비례밸브를 이용하여 냉각수의 유량을 조절함으로써 냉동기의 냉동능력을 극대화시키도록 하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to maximize the freezing capacity of the refrigerator by adjusting the flow rate of the cooling water by using the optimum automatic control program and proportional valve when the cooling water and the freezer in order to improve the heat of the cold water.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각수를 이용한 냉방장치는 냉각수를 냉각시키는 냉각탑과, 냉수를 냉각시키는 냉동기와, 상기 냉각탑으로부터 출력된 냉각수를 냉방부하측의 냉수와 열교환시키는 열교환기와, 외기온도에 따라 냉동기 전용모드, 냉각탑 전용모드 또는 병행 모드 중 적어도 하나로 진입되도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 제어된 모드별 냉각수 또는 냉수의 입출입을 제어하는 유량제어부와, 상기 병행모드에서 상기 냉동기로 인입되는 냉각수의 유량을 조절하는 유량비례조절부를 포함한다.The cooling device using the cooling water according to the present invention for achieving the above object is a cooling tower for cooling the cooling water, a freezer for cooling the cold water, a heat exchanger for exchanging the cooling water output from the cooling tower with the cold water of the cooling load side, outside air temperature A control unit controlling to enter into at least one of a refrigerator-only mode, a cooling tower-only mode, or a parallel mode according to the present invention, a flow rate control unit controlling entry and exit of cooling water or cold water for each mode controlled by the controller, and the refrigerator in the parallel mode. It includes a flow proportional control unit for adjusting the flow rate of the incoming cooling water.

또한, 상기 제어부는, 상기 외기온도가 제 1 설정값 이상이면 상기 냉동기 전용모드로 진입시키고, 상기 외기온도가 제 2 설정값 미만이면 상기 냉각탑 전용모드로 진입시키며, 상기 외기온도가 상기 제 1 설정값과 상기 제 2 설정값 사이의 범위 내에 속하면 상기 병행 모드로 진입시키는 것을 특징으로 한다.The controller may enter the refrigerator only mode if the outside temperature is greater than or equal to the first set value, enter the cooling tower dedicated mode if the outside temperature is less than the second set value, and set the first outside temperature to the first setting value. When the value falls within a range between the value and the second set value, the parallel mode may be entered.

또한, 상기 유량비례조절부는, 상기 열교환기로부터 출력되어 상기 냉각탑으로 인입되는 냉각수의 유량을 제어하는 제 1 비례밸브와, 상기 열교환기로부터 출력되어 상기 냉동기로 인입되는 냉각수의 유량을 제어하는 제 2 비례밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flow rate proportional control unit may include a first proportional valve controlling a flow rate of the cooling water output from the heat exchanger and introduced into the cooling tower, and a second flow rate controlling the flow rate of the cooling water output from the heat exchanger and introduced into the refrigerator. It characterized in that it comprises a proportional valve.

또한, 상기 제어부는, 상기 냉동기로부터 출력되는 냉각수가 설정온도 이상인지에 따라, 상기 유량비례조절부의 비례율을 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller may control the proportional ratio of the flow rate proportional controller according to whether the coolant output from the refrigerator is equal to or greater than a set temperature.

또한, 상기 제 1 비례밸브와 상기 제 2 비례밸브는 비례율을 반비례하여 상기 냉각수의 유량을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first proportional valve and the second proportional valve are characterized in that to adjust the flow rate of the cooling water in inverse proportion to the proportion.

또한, 상기 제어부는, 상기 냉각탑으로부터 출력된 냉각수의 온도와 상기 열교환기로부터 출력되는 냉수의 온도차에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit may control a driving ratio of the refrigerator according to a temperature difference between the temperature of the cooling water output from the cooling tower and the temperature of the cold water output from the heat exchanger.

또한, 상기 제어부는, 상기 냉동기로부터 출력된 냉수의 온도에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit may control a driving ratio of the refrigerator according to the temperature of the cold water output from the refrigerator.

또한, 상기 유량제어부는, 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수를 상기 유량비례조절부로 바이패스 시키는 제 1 자동밸브와, 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수를 상기 열교환기로 보내는 제 2 자동밸브와, 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉방부하측으로 환수된 냉수를 상기 열교환기로 보내는 제 3 자동밸브와, 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉방부하측으로 환수된 냉수를 상기 냉동기로 보내는 제 4 자동밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flow rate control unit may include a first automatic valve controlled by the control unit to bypass the cooling water cooled by the cooling tower to the flow rate proportional control unit, and cooling water controlled by the control unit and cooled by the cooling tower. A second automatic valve which is sent to the heat exchanger, a third automatic valve which is controlled by the control unit and returned to the cooling load side to the heat exchanger, and a cold water controlled by the control unit and returned to the cooling load side to the freezer And a fourth automatic valve for sending.

또한, 상기 제어부는 상기 외기온도가 상기 제 1 설정값과 상기 제 2 설정값 사이의 범위 내에 속하고, 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도가 상기 열교환기에 의해 열교환된 냉수의 온도보다 적어도 1℃ 낮은 경우, 상기 병행 모드로 진입시키는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include at least 1 ° C. of the outside air temperature within the range between the first set value and the second set value, wherein the temperature of the coolant cooled by the cooling tower is at least 1 ° C. than that of the cold water heat exchanged by the heat exchanger. In the low case, the parallel mode may be entered.

또한, 본 발명에 따른 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법은, 외기온도를 측정하는 과정과, 상기 외기온도 측정결과에 따라 냉동기 전용모드, 냉각탑 전용모드, 병행모드 중 적어도 하나의 모드로 냉방장치를 진입시키는 과정과, 상기 병행모드로 진입한 경우, 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수와 냉동기를 병행하여 냉방부하측으로부터 환수된 냉수를 냉각시키는 과정과, 상기 병행모드에서 상기 냉동기에 인입되는 냉각수의 유량을 비례제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the control method of the cooling apparatus using the cooling water according to the present invention, the cooling apparatus in at least one mode of the refrigerator-only mode, cooling tower-only mode, parallel mode according to the process of measuring the outside temperature, and the result of the outside temperature measurement. Entering the parallel mode, and cooling the cold water returned from the cooling load side in parallel with the cooling water cooled by the cooling tower and the freezer, and the flow rate of the cooling water introduced into the freezer in the parallel mode is proportional to the flow rate. It characterized in that it comprises a process of controlling.

또한, 상기 냉각수의 유량을 비례제어하는 과정은, 상기 병행모드에서 상기 냉동기에서 출력되는 냉각수의 온도에 따라 상기 냉동기에 인입되는 냉각수의 유량을 비례제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the process of proportionally controlling the flow rate of the cooling water is characterized in that the proportional control of the flow rate of the cooling water introduced into the freezer according to the temperature of the cooling water output from the freezer in the parallel mode.

또한, 상기 적어도 하나의 모드로 냉방장치를 진입시키는 과정은, 상기 외기온도가 제 1 설정값 이상이면 상기 냉동기 전용모드로 진입시키는 과정과, 상기 외기온도가 제 2 설정값 미만이면 상기 냉각탑 전용모드로 진입시키는 과정과, 상기 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값 사이이면 상기 병행모드로 진입시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of entering the cooling device in the at least one mode, the step of entering the refrigerator dedicated mode if the outside temperature is greater than the first set value, and the cooling tower dedicated mode if the outside temperature is less than the second set value. And entering the parallel mode when the outside temperature is between the first set value and the second set value.

또한, 상기 병행모드로 진입시키는 과정은, 상기 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값 사이이고, 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도가 열교환기로부터 열교환된 냉수의 온도보다 적어도 1℃ 낮은 경우 상기 병행모드로 진입시키는 것을 특징으로 한다.In the process of entering the parallel mode, the outside air temperature is between a first set value and a second set value, and the temperature of the cooling water cooled by the cooling tower is at least 1 ° C. lower than the temperature of the cold water heat exchanged from the heat exchanger. In case of entering the parallel mode.

또한, 상기 병행모드는, 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도와 열교환기로부터 열교환된 냉수의 온도차에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.The parallel mode may determine a driving ratio of the refrigerator based on a temperature difference between the temperature of the cooling water cooled by the cooling tower and the temperature of the cold water heat exchanged from the heat exchanger.

또한, 상기 병행모드는, 상기 냉동기로부터 출력된 냉수의 온도에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the parallel mode, characterized in that for determining the drive ratio of the freezer according to the temperature of the cold water output from the freezer.

또한, 상기 병행모드로 진입시키는 과정은, 상기 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값 사이이고, 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도가 열교환기로부터 열교환된 냉수의 온도보다 적어도 1℃ 낮으며, 냉방부하측으로부터 환수된 냉수의 온도가 미리 설정된 온도 이상이면 상기 병행모드로 진입시키는 것을 특징으로 한다.In the process of entering the parallel mode, the outside temperature is between the first set value and the second set value, the temperature of the cooling water cooled by the cooling tower is at least 1 ° C lower than the temperature of the cold water heat exchanged from the heat exchanger. And, if the temperature of the cold water returned from the cooling load side is characterized in that entering the parallel mode.

상기와 같이 본 발명에 따른 냉각수를 이용한 냉방장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the cooling device using the cooling water according to the present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 열교환기 및 유량제어부를 이용하여 그 구조가 간단하고 비용 및 설치공간 면에서 효율적인 효과가 있다.First, the present invention uses a heat exchanger and a flow control unit is simple in structure and effective in terms of cost and installation space.

둘째, 본 발명은 외기온도가 일정온도 이하인 경우에는 냉동기를 정지시키고 냉각탑만 이용하여 냉방부하에 대응하고, 냉각수가 환수된 냉수 온도보다 낮은 경우 냉각탑과 냉동기의 병행운전이 가능하므로 에너지 효율이 매우 큰 효과가 있다.Second, when the outside temperature is below a certain temperature, the freezer is stopped and only the cooling tower is used to cope with the cooling load, and when the cooling water is lower than the returned cold water temperature, the cooling tower and the freezer can be operated in parallel so that the energy efficiency is very high. It works.

셋째, 본 발명은 병행모드 시 비례밸브를 이용하여 냉각수의 유량을 조절함으로써 냉동기의 냉동능력을 극대화시키는 효과가 있다.Third, the present invention has the effect of maximizing the freezing capacity of the refrigerator by adjusting the flow rate of the cooling water using a proportional valve in the parallel mode.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 냉방장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 냉방방법을 나타내는 순서도.1 is a block diagram of a cooling apparatus using cooling water according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing a cooling method using a cooling water according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 냉각수를 이용한 냉방장치 및 그 제어방법을 첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a cooling apparatus using a cooling water according to the present invention and a control method thereof will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 2.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 냉방장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a cooling apparatus using cooling water according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 냉방장치는 냉각탑(100), 열교환기(200), 냉동기(300), 냉각수펌프(400), 냉수펌프(500), 온도계(610~660), 유량비례조절부(710, 720), 유량제어부(730~ 760), 제어부(800) 및 외기온도센서(670)를 구비한다. Cooling device according to an embodiment of the present invention cooling tower 100, heat exchanger 200, refrigerator 300, cooling water pump 400, cold water pump 500, thermometer (610 ~ 660), flow rate proportional control unit ( 710 and 720, the flow control unit 730 ~ 760, the control unit 800 and the outside temperature sensor 670 is provided.

냉각탑(100)은 옥외에 설치되고 제어부(800)로부터 출력된 제어신호 CTRL1에 의해 제어되어 냉각팬(미도시)을 구동시켜 냉각수펌프(400)에 의해 전달된 냉각수를 냉각시켜 출력한다.The cooling tower 100 is installed outdoors and controlled by the control signal CTRL1 output from the control unit 800 to drive a cooling fan (not shown) to cool and output the cooling water delivered by the cooling water pump 400.

열교환기(200)는 냉방부하측으로부터 환수된 냉수를 냉각탑(100)에서 냉각되어 유출된 냉각수와 열교환함으로써, 환수된 냉수의 열을 제거하여 냉동기(300)로 전달한다. The heat exchanger 200 exchanges the cold water returned from the cooling load side with the cooling water cooled by the cooling tower 100 to remove the heat of the returned cold water and transfers it to the freezer 300.

냉동기(300)는 압축기(미도시), 응축기(미도시) 및 증발기(미도시)로 구성되어 증발기를 통과하는 냉수를 냉각시킨다. 이때, 냉동기(300)는 냉각탑(100)에 의해 냉각된 냉각수를 이용하여 구동되고, 냉동기(300)의 구동에 따라 온도가 높아진 냉각수를 다시 출력하여 냉각탑(100)으로 보낸다.The refrigerator 300 includes a compressor (not shown), a condenser (not shown), and an evaporator (not shown) to cool the cold water passing through the evaporator. At this time, the refrigerator 300 is driven using the cooling water cooled by the cooling tower 100, and outputs the cooling water having a higher temperature according to the driving of the refrigerator 300 to send it to the cooling tower 100.

냉각수펌프(400)는 냉동기(300)로부터 온도가 상승되어 유출된 냉각수 및 열교환기(200)로부터 열교환되어 온도가 상승된 냉각수를 펌핑하여 냉각탑(100)으로 전달한다.The cooling water pump 400 pumps the cooling water having a temperature rise from the refrigerator 300 and the heat exchanged from the heat exchanger 200 to the cooling tower 100 by pumping the cooling water whose temperature has risen.

냉수펌프(500)는 냉동기(300)로부터 냉각된 냉수를 외부의 냉각부하측으로 펌핑하여 전달한다.The cold water pump 500 pumps and delivers cold water cooled from the freezer 300 to an external cooling load side.

온도계(610)는 냉각탑(100)으로부터 유출되는 냉각수의 온도를 측정하여 그 결과신호 RESULT1를, 온도계(620)는 열교환기(200)로부터 유출되는 냉각수의 온도를 측정하여 그 결과신호 RESULT2를, 온도계(630)는 냉동기(300)로부터 유출되는 냉각수의 온도를 측정하여 그 결과신호 RESULT3를, 온도계(640)는 열교환기(200)로부터 유출되는 냉수의 온도를 측정하여 그 결과신호 RESULT4를, 온도계(650)는 냉방부하측으로부터 환수되는 냉수의 온도를 측정하여 그 결과신호 RESULT5를, 온도계(660)는 냉동기(300)로부터 유출되는 냉수의 온도를 측정하여 그 결과신호 RESULT6를 제어부(800)로 전달한다.The thermometer 610 measures the temperature of the cooling water flowing out of the cooling tower 100, and the resultant signal RESULT1. The thermometer 620 measures the temperature of the cooling water flowing out of the heat exchanger 200, and the resultant signal RESULT2. 630 measures the temperature of the cooling water flowing out of the freezer 300, the resultant signal RESULT3, the thermometer 640 measures the temperature of the cold water flowing out of the heat exchanger 200, and the resultant signal RESULT4, the thermometer ( 650 measures the temperature of the cold water returned from the cooling load side and the resultant signal RESULT5, and the thermometer 660 measures the temperature of the cold water flowing out of the freezer 300 and transmits the resultant signal RESULT6 to the controller 800. .

유량비례조절부(710)는 제어부(800)로부터 출력된 제어신호 CTRL3에 의해 제어되어 열교환기(200)로부터 유출되어 냉각수 펌프(400)로 전달되는 냉각수의 유량을 제어하고, 유량비례조절부(720)는 열교환기(200)로부터 유출되어 냉동기(720)로 전달되는 냉각수의 유량을 제어한다. 이때, 제어신호 CTRL3는 냉동기(300)로부터 출력되는 냉각수의 온도를 측정하는 온도계(630)의 온도측정 결과값에 의해 결정된다. 즉, 냉동기(300)로부터 출력되는 냉각수의 온도가 설정된 온도에 근접하도록 유량비례조절부(710, 720)를 통과하는 유량을 조절한다. 냉동기(300)로부터 출력되는 냉각수의 온도가 설정된 온도보다 높으면 유량비례조절부(720)의 오픈비율을 높여 냉각수를 냉동기(300)로 더 많이 공급하고, 냉동기(300)로부터 출력되는 냉각수의 온도가 설정된 온도보다 낮으면 유량비례조절부(720)의 오픈비율을 낮춰 냉각수를 냉동기(300)로 더 조금 공급하도록 한다. 이때, 유량비례조절부(710, 720)는 유량을 반비례적으로 오픈된다. 예를 들어, 유량비례조절부(710)가 70% 열리면 유량비례조절부(720)는 30%가 열리도록 제어된다. 이를 위해, 유량비례조절부(710, 720)는 비례밸브로 구현된다. The flow rate proportional control unit 710 is controlled by the control signal CTRL3 output from the control unit 800 to control the flow rate of the coolant flowed out of the heat exchanger 200 and transferred to the coolant pump 400, and the flow rate proportional control unit ( 720 controls the flow rate of the cooling water flowing out of the heat exchanger 200 and delivered to the freezer 720. At this time, the control signal CTRL3 is determined by the temperature measurement result value of the thermometer 630 for measuring the temperature of the cooling water output from the refrigerator 300. That is, the flow rate passing through the flow rate proportional control unit 710, 720 is adjusted so that the temperature of the cooling water output from the refrigerator 300 approaches the set temperature. If the temperature of the coolant output from the freezer 300 is higher than the set temperature, increase the open ratio of the flow rate proportional control unit 720 to supply more coolant to the freezer 300, the temperature of the coolant output from the freezer 300 is When the temperature is lower than the set temperature, the flow rate proportional control unit 720 lowers the open ratio to supply the cooling water to the refrigerator 300 a little more. At this time, the flow rate proportional control unit 710, 720 is open in inverse proportion to the flow rate. For example, when the flow rate proportional control unit 710 is opened by 70%, the flow rate proportional control unit 720 is controlled to open 30%. To this end, the flow proportional control unit (710, 720) is implemented as a proportional valve.

이는, 병행모드 시 냉각수온도가 너무 낮을 경우 고압이 낮아져 냉매순환량이 적어 냉동기(300)의 냉동능력이 감소하는 것을 방지하기 위한 것으로, 냉각수온도가 너무 낮은 경우에는 유량비례조절부(710)를 통해 냉동기(300)로 최소의 냉각수량만을 공급하고 나머지 냉각수는 바이패스시켜 냉각탑(100)으로 보냄으로써 냉동기(300)의 효율저하를 방지할 수 있다. This is to prevent the refrigerating capacity of the freezer 300 from decreasing because the high pressure is lowered when the coolant temperature is too low in the parallel mode and the refrigerant circulation amount is low. When the coolant temperature is too low, the flow rate proportional control unit 710 By supplying only the minimum amount of cooling water to the refrigerator 300 and passing the remaining cooling water to the cooling tower 100, the efficiency of the refrigerator 300 may be prevented.

유량제어부(730, 740)는 제어부(800)로부터 출력된 제어신호 CTRL2에 의해 제어되어 냉각탑(100)으로부터 유출된 냉각수의 유량을 바이패스(bypass)시킬 지 열교환기(200)로 보낼지를 제어한다. The flow control units 730 and 740 are controlled by the control signal CTRL2 output from the control unit 800 to control whether to bypass the flow rate of the coolant flowing out of the cooling tower 100 or to the heat exchanger 200. .

유량제어부(750, 760)는 제어부(800)로부터 출력된 제어신호 CTRL2에 의해 제어되어 냉방부하측으로부터 환수된 냉수를 열교환기(200)로 보낼지, 냉동기(300)로 보낼지를 제어한다. 이를 위해, 유량제어부(730~760)는 자동밸브로 구현된다.The flow rate controllers 750 and 760 are controlled by the control signal CTRL2 output from the controller 800 to control whether the cold water returned from the cooling load side is sent to the heat exchanger 200 or the refrigerator 300. To this end, the flow control unit 730 ~ 760 is implemented as an automatic valve.

외기온도 센서(670)는 외기온도를 측정하여 제어부(800)에 그 결과를 전달한다.The outside temperature sensor 670 measures the outside temperature and transmits the result to the controller 800.

제어부(800)는 온도계(610)의 온도 측정 결과에 따라 냉각탑(100)의 구동을 제어하는 제어신호 CTRL1를 냉각탑(100)으로 출력한다. 즉, 제어부(800)는 온도계(610)의 온도 측정 결과, 냉각탑(100)에서 출력된 냉각수가 미리 설정된 온도 이상인지를 확인하여, 냉각수가 미리 설정된 온도 이상이면 냉각탑(100)의 냉각팬을 제어하여 냉각수의 온도를 더 낮추도록 제어한다.The controller 800 outputs the control signal CTRL1 for controlling the driving of the cooling tower 100 to the cooling tower 100 according to the temperature measurement result of the thermometer 610. That is, the controller 800 determines whether the cooling water output from the cooling tower 100 is greater than or equal to a preset temperature as a result of measuring the temperature of the thermometer 610, and controls the cooling fan of the cooling tower 100 when the cooling water is greater than or equal to the preset temperature. To lower the temperature of the cooling water.

또한, 제어부(800)는 외기온도센서(670)의 외기온도 측정결과에 따라 유량제어부(730~760)로 제어신호 CTRL2를 출력한다. 즉, 제어부(800)는 외기온도센서(670)의 외기온도 측정결과, 외기온도가 제 1 설정값(9℃) 이상이면 냉동기 전용모드로 진입되도록 유량제어부(740, 750)는 오프(off) 시키고 유량제어부(730, 760)는 온(on) 시킨다. 반면, 제어부(800)는 외기온도가 제 1 설정값 미만이면 냉각탑 전용모드 또는 병행모드로 진입되도록 유량제어부(740, 750)는 온 시키고 유량제어부(730, 760)는 오프 시킨다. 이때, 제어부(800)는 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값(0℃) 사이의 범위이면 병행모드로, 제 2 설정값(0℃) 미만이면 냉각탑 전용모드로 진입하도록 제어한다. In addition, the controller 800 outputs a control signal CTRL2 to the flow rate controllers 730 to 760 according to the outside temperature measurement result of the outside temperature sensor 670. That is, the controller 800 may turn off the flow controllers 740 and 750 to enter the refrigerator only mode if the outside temperature is greater than the first set value (9 ° C.) as a result of measuring the outside temperature of the outside temperature sensor 670. And the flow controllers 730 and 760 are turned on. On the other hand, if the outside temperature is less than the first set value, the controller 800 turns on the flow rate controllers 740 and 750 and turns off the flow rate controllers 730 and 760 to enter the cooling tower dedicated mode or the parallel mode. At this time, the controller 800 controls to enter the cooling tower exclusive mode when the outside temperature is within a range between the first set value and the second set value (0 ° C.), and enters a cooling tower dedicated mode when the outside temperature is less than the second set value (0 ° C.).

한편, 제어부(800)는 외기온도 뿐만 아니라 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수의 온도와 열교환기(200)로부터 출력된 냉수의 온도차에 따라, 병행모드로 진입시킬 수도 있다. 즉, 제어부(800)는 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값(0℃) 사이의 범위이고 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수의 온도가 열교환기(200)로부터 출력된 냉수의 온도보다 적어도 1℃ 낮으면 병행모드로 진입시킨다. Meanwhile, the controller 800 may enter the parallel mode according to the temperature difference between the cooling water output from the cooling tower 100 and the temperature of the cold water output from the heat exchanger 200 as well as the outside air temperature. That is, the controller 800 has an outside temperature in a range between the first set value and the second set value (0 ° C.), and the temperature of the coolant output from the cooling tower 100 is greater than the temperature of the cold water output from the heat exchanger 200. If at least 1 ° C low enter parallel mode.

또한, 제어부(800)는 냉방부하측으로부터 환수된 냉수의 온도가 일정온도 이상이면 병행모드로 진입시키도록 제어한다. 이처럼, 제어부(800)는 다양한 조건(외긴온도, 환수된 냉수의 온도, 열교환된 냉수와 냉각된 냉각수의 온도차 정보)을 이용하여 병행모드로 진입시킴으로써, 그 정확성을 높일 수 있다.In addition, the controller 800 controls to enter the parallel mode when the temperature of the cold water returned from the cooling load side is a predetermined temperature or more. As such, the controller 800 may increase the accuracy by entering the parallel mode using various conditions (external temperature, temperature of the returned cold water, temperature difference information between the heat exchanged cold water and the cooled cooling water).

또한, 제어부(800)는 온도계(610)의 온도 측정결과와 온도계(640)의 온도 측정결과값과 온도계(630)의 온도 측정결과값의 차이 즉, 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수의 온도가 열교환기(200)로부터 출력된 냉수의 온도차에 따라 냉동기(300)의 구동율을 조절한다.In addition, the controller 800 is a difference between the temperature measurement result of the thermometer 610, the temperature measurement result of the thermometer 640 and the temperature measurement result of the thermometer 630, that is, the temperature of the cooling water output from the cooling tower 100 The driving rate of the refrigerator 300 is adjusted according to the temperature difference of the cold water output from the heat exchanger 200.

또한, 제어부(800)는 온도계(630)로부터 출력된 온도 측정결과값에 따라, 냉동기(300)로부터 출력되는 냉각수가 설정된 온도에 맞도록 유량비례조절부(710, 720)의 비례율을 조절하여 냉동기(300)로 인입되는 냉각수의 양을 조절하도록 한다.In addition, the controller 800 adjusts proportional ratios of the flow rate proportional controllers 710 and 720 to match the set temperature of the coolant output from the refrigerator 300 according to the temperature measurement result output from the thermometer 630. To adjust the amount of cooling water introduced into the freezer (300).

또한, 제어부(800)는 온도계(660)의 온도 측정 결과에 따라 냉동기(300)의 구동을 제어하는 제어신호 CTRL6를 출력한다.
In addition, the controller 800 outputs a control signal CTRL6 for controlling the driving of the refrigerator 300 according to the temperature measurement result of the thermometer 660.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a control method of a cooling apparatus using cooling water according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

먼저, 외기센서(670)는 외기온도를 감지하여 그 결과를 제어부(800)로 전달한다(S101).First, the outside sensor 670 senses the outside temperature and transmits the result to the controller 800 (S101).

이에, 제어부(800)는 외기온도가 제 1 설정값 이상인지 확인하여(S102), 외기온도가 제 1 설정값 이상이면 냉방장치를 냉동기 전용모드로 진입시키고(S103), 외기온도가 제 1 설정값 미만이면 외기온도가 제 2 설정값 미만인지를 판단하여(S104), 외기온도가 제 2 설정값 미만이면 냉각탑 전용모드로 진입한다(S105).Accordingly, the controller 800 checks whether the outside temperature is greater than or equal to the first set value (S102), and if the outside temperature is greater than or equal to the first setting value, the controller 800 enters the refrigerator exclusive mode (S103) and sets the outside temperature to be the first setting value. If less than the value, it is determined whether the outside temperature is less than the second set value (S104), and if the outside temperature is less than the second set value, the cooling tower exclusive mode is entered (S105).

한편, 외기온도가 제 2 설정값 이상이면 제어부(800)는 냉방장치를 병행모드로 진입시킨다(S106). 이어, 제어부(800)는 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수와 열교환기(200)로부터 출력되는 냉수의 온도차에 따라 냉동기의 구동율을 제어하여 냉각탑(100)과 냉동기(300)를 병행하여 냉수의 열을 제거하도록 한다.On the other hand, if the outside temperature is greater than or equal to the second set value, the controller 800 enters the air conditioner in parallel mode (S106). Subsequently, the controller 800 controls the driving rate of the refrigerator according to the temperature difference between the cooling water output from the cooling tower 100 and the cold water output from the heat exchanger 200, thereby simultaneously controlling the cooling tower 100 and the refrigerator 300 to cool the water. Try to remove the heat.

그 후, 병행모드에서 제어부(800)는 냉동기(300)로부터 출력되는 냉각수의 온도에 따라 유량비례조절부(710, 720)의 비례율을 조절하여 냉동기(300)로 인입되는 냉각수의 양을 조절한다(S107). Thereafter, in the parallel mode, the controller 800 adjusts the proportional ratio of the flow rate proportional controllers 710 and 720 according to the temperature of the coolant output from the freezer 300 to adjust the amount of coolant introduced into the freezer 300. (S107).

도 2에서는 외기온도값에 따라 냉동기 전용모드, 냉각탑전용모드, 병행모드를 구분하는 예를 개시하고 있으나, 특히 온도계(610, 640, 50)의 온도 측정결과를 이용하여 병행모드 진입을 구분하는 것이 더욱 정확하다.In FIG. 2, an example of classifying a refrigerator-only mode, a cooling tower-only mode, and a parallel mode according to the ambient temperature value is disclosed. In particular, the entry of the parallel mode is distinguished using the temperature measurement results of the thermometers 610, 640, and 50. More accurate.

즉, 온도계(610)의 측정값(냉각탑으로부터 냉각된 냉각수의 온도)이 온도계(640)의 측정값(열교환기로부터 열교환된 냉수의 온도)보다 낮고, 온도계(650)의 측정값(냉방부하로부터 환수된 냉수의 온도)가 일정값(12℃) 이상인 경우 병행모드로 진입하도록 한다.
That is, the measured value of the thermometer 610 (temperature of the cooling water cooled from the cooling tower) is lower than the measured value of the thermometer 640 (the temperature of cold water heat exchanged from the heat exchanger), and from the measured value of the thermometer 650 (from the cooling load). If the temperature of the returned cold water is above a certain value (12 ℃), enter the parallel mode.

이하, 표 1, 2, 3을 참조하여 각 모드별 구동방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the driving method for each mode will be described in detail with reference to Tables 1, 2, and 3.

모드mode 조건Condition 유량비례조절부(710)Flow rate proportional control unit (710) 유량비례조절부(720)Flow rate proportional control unit 720 유량제어부(730)Flow control part 730 유량제어부(740)Flow control part 740 유량제어부(750)Flow control part 750 유량제어부(760)Flow control part 760 냉동기 전용모드Freezer Mode 외기온이 9℃ 이상Outside temperature is 9 ℃ or more 100%100% 0%0% offoff onon onon offoff 냉각탑 전용모드Cooling Tower Only Mode 외기온이 0℃ 미만Ambient temperature below 0 ℃ 0%0% 100%100% onon offoff offoff onon 병행모드

Parallel mode

외기온도가 0~9℃Ambient temperature is 0 ~ 9 ℃ 비례

proportion

비례

proportion

onon off

off

offoff on

on

상기 표 1은 모드별 조건과 유량비례조절부(710,720), 유량제어부(730~760)의 동작을 나타낸다.
Table 1 shows the conditions of each mode and the operation of the flow proportional control unit (710, 720), flow control unit (730 ~ 760).

<냉동기 전용모드><Freezer Mode>

제어부(800)는 외기온도가 제 1 설정값 이상인 경우(하절기, 봄 가을 외기온도가 높은 경우)에는 본 발명의 냉방장치를 냉동기 전용모드로 진입시키기 위해, 유량제어부(740, 750)를 오프시키고 유량제어부(730, 760)를 온 시킨다. 이에, 냉방부하측으로부터 환수된 냉수는 유량제어부(760)를 통해 냉동기(300)로 인입되고, 냉각탑(100)에서 냉각되어 유출된 냉각수는 유량제어부(730)를 통해 바이패스(bypass)되어 냉동기(300)로 전달된다. 이때, 유량비례조절부(710)가 0% 열리고, 유량비례조절부(720)가 100% 열리게 되어 냉각수가 모두 냉동기(300)로 인입되도록 한다.The controller 800 turns off the flow controllers 740 and 750 in order to enter the cooling device only mode when the outside temperature is higher than the first set value (in summer, when the outside temperature is high in spring and autumn). Turn on the flow controllers 730 and 760. Thus, the cold water returned from the cooling load side is introduced into the freezer 300 through the flow control unit 760, the cooling water cooled by the cooling tower 100 flows out by the flow control unit 730 is bypassed (by the freezer) 300). At this time, the flow rate proportional control unit 710 is opened 0%, the flow rate proportional control unit 720 is opened 100% so that all the coolant is drawn into the freezer (300).

이어, 냉동기(300)는 환수된 냉수를 냉각시켜 냉방 부하측으로 출력한다. 이때, 제어부(800)는 온도계(660)에 의해 측정된 냉동기(300)로부터 출력되는 냉수의 온도에 따라 냉동기(300)를 제어하여, 냉동기(300)로부터 출력되는 냉수가 설정된 온도에 근접하도록 한다.Then, the refrigerator 300 cools the returned cold water and outputs it to the cooling load side. At this time, the controller 800 controls the refrigerator 300 according to the temperature of the cold water output from the freezer 300 measured by the thermometer 660, so that the cold water output from the freezer 300 approaches the set temperature. .

이때, 냉각수온도가 너무 낮을 경우 고압이 낮아져 냉매순환량이 적어 냉동기(300)의 냉동능력이 감소하게 되므로, 제어부(800)는 냉각탑(100)을 제어하여 냉각수온도를 설정된 온도(예, 32℃)만큼만 냉각하도록 한다.
At this time, when the coolant temperature is too low, the high pressure is lowered and the amount of refrigerant circulates so that the freezing capacity of the freezer 300 decreases. Cool only.

<냉각탑 전용모드><Cooling Tower Only Mode>

한편, 제어부(800)는 외기온도가 제 2 설정값 미만인 경우(동절기) 제어부(800)는 본 발명의 냉방장치를 냉각탑 전용모드로 진입시키기 위해 유량제어부(740, 750)를 온시키고 유량제어부(730, 760)를 오프시킨다. 즉, 외기온도가 제 2 설정값 미만이면 외기온도가 낮으므로 냉각탑의 냉각수만을 이용하여 환수된 냉수의 열을 제거하도록 한다. On the other hand, when the outside temperature is less than the second set value (winter), the controller 800 turns on the flow rate controllers 740 and 750 to enter the cooling tower exclusive mode of the present invention. 730, 760 are turned off. That is, when the outside air temperature is less than the second set value, the outside air temperature is low, so that only the cooling water of the cooling tower is used to remove the heat of the returned cold water.

이에, 냉각탑(100)에서 출력된 냉각수는 유량제어부(740)를 통해 열교환기(200)로 인입되고, 냉방부하측으로부터 환수된 냉수는 유량제어부(750)를 통해 열교환기(200)로 인입된다. 이어서, 열교환기(200)는 인입된 냉각수와 유량제어부(750)를 통해 인입된 냉수를 열교환하여 냉수의 열을 제거한다. 이에, 열이 제거된 냉수는 냉동기(300)로 인입된 후 냉방부하측으로 출력된다. 이때, 냉동기(300)는 냉동동작을 수행하지 않는 상태이다.
Thus, the cooling water output from the cooling tower 100 is introduced into the heat exchanger 200 through the flow control unit 740, and the cold water returned from the cooling load side is introduced into the heat exchanger 200 through the flow control unit 750. Subsequently, the heat exchanger 200 removes heat of the cold water by heat-exchanging the introduced cooling water and the cold water introduced through the flow controller 750. Thus, the cold water from which heat is removed is introduced into the refrigerator 300 and then output to the cooling load side. At this time, the refrigerator 300 is in a state where the freezing operation is not performed.

<병행모드><Parallel mode>

한편, 제어부(800)는 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값 사이 범위내이면(따뜻한 동절기, 쌀쌀한 춘추), 본 발명의 냉방장치를 병행모드로 진입시키기 위해 유량제어부(740, 750)를 온시키고 유량제어부(730, 760)를 오프시킨다. 이에, 냉각탑(100)에서 출력된 냉각수는 유량제어부(740)를 통해 열교환기(200)로 인입되고, 냉방부하측으로부터 환수된 냉수는 유량제어부(750)를 통해 열교환기(200)로 인입된다. 이에, 열교환기(200)는 인입된 냉각수와 유량제어부(750)를 통해 인입된 냉수를 열교환하여 냉수의 열을 제거한다. 이에, 열이 제거된 냉수는 냉동기(300)로 인입되어 냉동기(300)에 의해 냉각된 후 냉방부하측으로 출력된다. On the other hand, the control unit 800, if the outside temperature is within the range between the first set value and the second set value (warm winter, chilly spring), flow control unit 740, 750 to enter the cooling device of the present invention in parallel mode Turn on and turn off the flow control unit (730, 760). Thus, the cooling water output from the cooling tower 100 is introduced into the heat exchanger 200 through the flow control unit 740, and the cold water returned from the cooling load side is introduced into the heat exchanger 200 through the flow control unit 750. Accordingly, the heat exchanger 200 removes heat of the cold water by heat-exchanging the introduced cooling water and the cold water introduced through the flow control unit 750. Accordingly, the cold water from which heat is removed is introduced into the refrigerator 300, cooled by the refrigerator 300, and then output to the cooling load side.

즉, 외기온도가 제 1 설정값보다 낮으나 제 2 설정값보다는 높아 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수의 온도(RESULT1)가 열교환기(200)로부터 출력되는 냉수의 온도(RESULT4)보다 적어도 1℃ 이상 낮으면 냉수를 온도차만큼 냉각시킬수는 있으나, 원하는 온도만큼 냉수를 충분히 냉각시킬 수 없으므로 냉각탑(100)을 이용하여 환수된 냉수의 열을 1차 제거한 후 냉동기(300)를 이용하여 냉수의 열을 2차 제거할 수 있도록 한다.That is, the outside air temperature is lower than the first set value but higher than the second set value, so that the temperature RESULT1 of the cooling water output from the cooling tower 100 is at least 1 ° C or higher than the temperature RESULT4 of the cold water output from the heat exchanger 200. If it is low, the cold water can be cooled by the temperature difference, but since the cold water cannot be sufficiently cooled by the desired temperature, the cold water 100 is firstly removed using the cooling tower 100, and then the cold water is cooled by using the freezer 300. Allow the car to be removed.

이때, 병행모드에서 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수와 열교환기(200)로부터 출력되는 냉수의 온도차(TD)에 따른 냉동기 구동율은 아래 표 2와 같이 조절될 수 있다. 온도차(TD)는 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수의 온도(RESULT1)와 열교환기(200)로부터 유출된 냉수의 온도(RESULT4)의 차이를 의미한다.At this time, the freezer driving rate according to the temperature difference (TD) of the cooling water output from the cooling tower 100 and the cold water output from the heat exchanger 200 in the parallel mode may be adjusted as shown in Table 2 below. The temperature difference TD means a difference between the temperature RESULT 1 of the cooling water output from the cooling tower 100 and the temperature RESULT 4 of the cold water flowing out from the heat exchanger 200.

온도차(TD)(℃)Temperature difference (TD) (℃) 냉동기 구동율(%)Chiller Drive Rate (%) 99 1010 88 2020 77 3030 66 4040 55 5050 44 6060 33 7070 22 8080 1One 9090

표 2에서 예를 들어, 냉각수가 냉수보다 9℃ 낮으면 냉각탑(100)의 냉각수를 통해 90%의 열을 제거하고 나머지 10%는 냉동기(300)를 통해 제거하도록 하고, 냉각수가 냉수보다 1℃ 낮으면 냉각탑(100)의 냉각수를 통해 10%의 열을 제거하고 나머지 90%는 냉동기(300)를 통해 제거하도록 한다.For example, in Table 2, when the coolant is 9 ° C lower than the cold water, 90% of the heat is removed through the cooling water of the cooling tower 100, and the remaining 10% is removed through the freezer 300, and the coolant is 1 ° C lower than the cold water. When low, 10% of heat is removed through the cooling water of the cooling tower 100 and the remaining 90% is removed through the freezer 300.

이와같이, 본 발명은 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수의 온도(RESULT1)가 충분히 낮은 경우(외기온도가 0도 이하인 경우)에는, 냉각탑(100)만으로 냉수의 열을 식힐 수 있으므로 냉각탑 전용모드로도 냉방부하측으로부터 환수된 냉수의 열을 설정된 온도만큼 식힐 수 있게 된다. 그러나, 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수의 온도(RESULT1)가 충분히 낮지 않은 경우(외기온도가 0도 이상 9도 이하인 경우), 냉각탑(100)의 냉각수만으로 환수된 냉수의 열을 설정된 온도만큼 식힐 수 없게 되므로, 열교환기(200)를 통해 열교환된 냉수를 냉동기(300)를 통해 일부 냉각시켜 냉방부하측으로 보내게 된다. As described above, when the temperature of the cooling water output from the cooling tower 100 (RESULT1) is sufficiently low (when the outside temperature is 0 degrees or less), the cooling water can be cooled only by the cooling tower 100. The heat of the cold water returned from the cooling load side can be cooled by a predetermined temperature. However, when the temperature RESULT1 of the cooling water output from the cooling tower 100 is not sufficiently low (when the outside temperature is more than 0 degrees and less than 9 degrees), the heat of the cold water returned only by the cooling water of the cooling tower 100 is cooled by the set temperature. Since it becomes impossible, the cold water heat exchanged through the heat exchanger 200 is partially cooled through the freezer 300 to be sent to the cooling load side.

표 2에서는 제어부(800)가 냉각탑(100)으로부터 출력된 냉각수와 열교환기(200)로부터 출력되는 냉수의 온도차(TD)에 따른 냉동기 구동율을 조절하는 예를 개시하고 있으나, 온도계(660)의 냉수온도 측정결과에 따라 냉동기 구동율을 조절할 수도 있다. 즉, 제어부(800)는 온도계(660)의 냉수온도 측정결과를 이용하여 냉방부하측으로 전달되는 냉수의 온도가 설정온도가 되도록 냉동기(300)의 구동율을 조절할 수도 있다. 즉, 제어부(800)는 냉동기(300)로부터 출력된 냉수 온도가 설정된 온도보다 높으면 냉동기(300)를 더 구동시키게 되는 것이다. Table 2 discloses an example in which the control unit 800 adjusts the freezer driving rate according to the temperature difference TD between the cooling water output from the cooling tower 100 and the cold water output from the heat exchanger 200. The chiller operation rate can be adjusted according to the cold water temperature measurement result. That is, the controller 800 may adjust the driving rate of the refrigerator 300 so that the temperature of the cold water delivered to the cooling load side becomes a set temperature using the cold water temperature measurement result of the thermometer 660. That is, the controller 800 is to drive the refrigerator 300 when the cold water temperature output from the freezer 300 is higher than the set temperature.

한편, 병행 모드 시에 열교환기(200)를 병행하므로 냉각탑(100)에서 냉각수를 일정온도(2℃)로 냉각시키게 되므로, 열교환기(200)를 통해 열교환되어 온도가 상승하더라도 냉동기(300)에서 사용하기엔 온도가 너무 낮게 된다. 이처럼 냉각수의 온도가 너무 낮으면 고압과 저압의 차이가 작아져 냉동 싸이클에서 냉매순환량이 적어지므로 오히려 냉동능력이 감소할 수 있으므로, 냉동기(300)로 인입되는 냉각수의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the heat exchanger 200 in parallel in parallel mode to cool the cooling water at a constant temperature (2 ℃) in the cooling tower 100, even if the temperature rises through the heat exchanger 200 in the freezer (300) The temperature is too low for use. When the temperature of the cooling water is too low, the difference between the high pressure and the low pressure is small, so the amount of refrigerant circulating in the refrigeration cycle decreases, so the freezing capacity may be reduced. Therefore, it is preferable to adjust the flow rate of the cooling water introduced into the freezer 300.

이에, 열교환기(200)로부터 열교환되어 출력된 냉각수는 유량비례조절부(720)를 통해 일부가 냉동기(300)로 인입되고 나머지는 유량비례조절부(710)를 통해 냉각탑(100)으로 전달된다. 이를 위해, 유량비례조절부(710, 720)는 제어부(800)로부터 출력된 제어신호 CTRL3에 따라 비례적으로 열리게 되며 아래 표 3은 유량비례조절부(710, 720)의 비례조절된 예를 개시한다. 즉, 제어부(800)는 냉동기(300)로부터 출력된 냉각수의 온도가 설정된 온도가 되도록 유량비례조절부(710, 720)의 비례율을 결정한다.Thus, the cooling water output by heat exchange from the heat exchanger 200 is partially introduced into the refrigerator 300 through the flow proportional control unit 720 and the rest is transferred to the cooling tower 100 through the flow proportional control unit 710. . To this end, the flow proportional control unit (710, 720) is opened proportionally according to the control signal CTRL3 output from the control unit 800 and Table 3 below discloses a proportional adjustment of the flow proportional control unit (710, 720) do. That is, the controller 800 determines the proportions of the flow rate proportional controllers 710 and 720 such that the temperature of the coolant output from the freezer 300 becomes a set temperature.

냉동기 출력 냉각수 온도(℃)Freezer Output Coolant Temperature (℃) 유량비례조절부(710) 열린정도(%)Flow rate proportional control part 710 openness (%) 유량비례조절부(720) 열린정도(%)Flow rate proportional control unit 720 opening degree (%) 35.535.5 9090 1010 3636 8080 2020 36.536.5 7070 3030 3737 6060 4040 3838 5050 5050 38.538.5 4040 6060 3939 3030 7070 39.539.5 2020 8080 4040 1010 9090

냉동기(300)의 구동율이 높을수록 출력되는 냉각수의 온도가 높아지게 되므로, 냉동기(300)로부터 출력된 냉각수의 온도가 설정된 온도(37℃)보다 높으면 유량비례조절부(720)의 비율을 높여 냉각수가 냉동기(300)로 더 많이 유입되도록 제어하고, 냉동기(300)로부터 출력된 냉각수의 온도가 설정된 온도(37℃)보다 낮으면 유량비례조절부(720)의 비율을 낮춰 냉각수가 냉동기(300)로 조금만 유입되도록 제어함으로써, 냉동기(300)로부터 출력된 냉각수의 온도가 설정된 온도에 근접하도록 제어한다.
Since the driving rate of the refrigerator 300 is higher, the temperature of the cooling water output is higher. If the temperature of the cooling water output from the refrigerator 300 is higher than the set temperature (37 ° C.), the ratio of the flow rate proportional control unit 720 is increased to increase the cooling water. Is controlled to flow more into the freezer 300, and if the temperature of the coolant output from the freezer 300 is lower than the set temperature (37 ℃) by lowering the ratio of the flow rate proportional control unit 720, the coolant (300) By controlling only a small flow rate, the temperature of the cooling water output from the freezer 300 is controlled to approach the set temperature.

이처럼 본 발명은 외기온도에 따라 냉동기 전용모드, 냉각탑 전용모드, 병행모드로 구분하여 구동하고, 특히 병행모드 시 냉각탑(100)을 이용하여 냉수의 열을 1차 제거하고 냉동기(300)를 통해 열을 2차 제거함으로써, 냉동기를 보조적으로 사용함에 따른 전력소모를 감소시킬 수 있다.As described above, the present invention is driven by being divided into a refrigerator-only mode, a cooling tower-only mode, and a parallel mode according to the outside air temperature, and in particular, in the parallel mode, the cold water 100 is firstly removed by using the cooling tower 100, and the heat is passed through the freezer 300. By eliminating the secondary, it is possible to reduce the power consumption of the auxiliary use of the refrigerator.

또한, 본 발명은 병행모드 시 냉동기(300)로 인입되는 냉각수의 양을 조절함으로써 냉동기(300)의 냉동효율을 증대시킬 수 있다.In addition, the present invention can increase the freezing efficiency of the refrigerator 300 by adjusting the amount of cooling water introduced into the refrigerator 300 in the parallel mode.

100 : 냉각탑
200 : 열교환기
300 : 냉동기
400 : 냉각수 펌프
500 : 냉수펌프
610~660 : 온도계
710, 720 : 유량제어부
730~760 : 유량제어부
800 : 제어부
670 : 외기온도센서100: cooling tower
200: heat exchanger
300: freezer
400: coolant pump
500: cold water pump
610 ~ 660: Thermometer
710, 720: flow control unit
730 ~ 760: Flow control part
800:
670: outside temperature sensor

Claims (16)

냉각수를 냉각시키는 냉각탑;
냉수를 냉각시키는 냉동기;
상기 냉각탑으로부터 출력된 냉각수를 냉방부하측의 냉수와 열교환시키는 열교환기;
외기온도에 따라 냉동기 전용모드, 냉각탑 전용모드 또는 병행 모드 중 적어도 하나로 진입되도록 제어하는 제어부;
상기 제어부에 의해 제어된 모드별 냉각수 또는 냉수의 입출입을 제어하는 유량제어부; 및
상기 병행모드에서 상기 냉동기로 인입되는 냉각수의 유량을 조절하는 유량비례조절부
를 포함하는 냉각수를 이용한 냉방장치.A cooling tower for cooling the cooling water;
A freezer for cooling cold water;
A heat exchanger which heat-exchanges the cooling water output from the cooling tower with the cold water on a cooling load side;
A control unit controlling to enter at least one of a refrigerator-only mode, a cooling tower-only mode, or a parallel mode according to the outside temperature;
A flow rate control unit controlling entry and exit of cooling water or cold water for each mode controlled by the control unit; And
Flow proportional control unit for adjusting the flow rate of the cooling water introduced into the freezer in the parallel mode
Cooling device using a cooling water comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 외기온도가 제 1 설정값 이상이면 상기 냉동기 전용모드로 진입시키고, 상기 외기온도가 제 2 설정값 미만이면 상기 냉각탑 전용모드로 진입시키며, 상기 외기온도가 상기 제 1 설정값과 상기 제 2 설정값 사이의 범위 내에 속하면 상기 병행 모드로 진입시키는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 1,
The control unit,
When the outside temperature is greater than or equal to the first set value, the unit enters the refrigerator only mode, and when the outside temperature is less than the second set value, the unit enters the cooling tower exclusive mode, and the outside temperature is the first set value and the second set value. Cooling apparatus using a coolant, characterized in that to enter the parallel mode if it falls within the range between the values. 청구항 1에 있어서,
상기 유량비례조절부는,
상기 열교환기로부터 출력되어 상기 냉각탑으로 인입되는 냉각수의 유량을 제어하는 제 1 비례밸브;
상기 열교환기로부터 출력되어 상기 냉동기로 인입되는 냉각수의 유량을 제어하는 제 2 비례밸브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 1,
The flow rate proportional control unit,
A first proportional valve controlling the flow rate of the cooling water output from the heat exchanger and introduced into the cooling tower;
A second proportional valve controlling the flow rate of the cooling water output from the heat exchanger and introduced into the freezer;
Cooling device using a cooling water comprising a. 청구항 1 또는 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 냉동기로부터 출력되는 냉각수가 설정온도 이상인지에 따라, 상기 유량비례조절부의 비례율을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 1 or 3,
The control unit,
Cooling apparatus using the coolant, characterized in that for controlling the proportional ratio of the flow rate proportional control unit according to whether the coolant output from the freezer is equal to or higher than the set temperature. 청구항 3에 있어서,
상기 제 1 비례밸브와 상기 제 2 비례밸브는 비례율을 반비례하여 상기 냉각수의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 3,
And the first proportional valve and the second proportional valve adjust the flow rate of the cooling water in inverse proportion to the proportional ratio. 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 냉각탑으로부터 출력된 냉각수의 온도와 상기 열교환기로부터 출력되는 냉수의 온도차에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 1 or 2,
The control unit,
Cooling apparatus using a cooling water, characterized in that for controlling the drive ratio of the refrigerator in accordance with the temperature difference between the temperature of the cooling water output from the cooling tower and the cold water output from the heat exchanger. 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 냉동기로부터 출력된 냉수의 온도에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 1 or 2,
The control unit,
Cooling apparatus using a coolant, characterized in that for controlling the drive ratio of the freezer according to the temperature of the cold water output from the freezer. 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 유량제어부는,
상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수를 상기 유량비례조절부로 바이패스 시키는 제 1 자동밸브;
상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수를 상기 열교환기로 보내는 제 2 자동밸브;
상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉방부하측으로 환수된 냉수를 상기 열교환기로 보내는 제 3 자동밸브; 및
상기 제어부에 의해 제어되어 상기 냉방부하측으로 환수된 냉수를 상기 냉동기로 보내는 제 4 자동밸브
를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 1 or 2,
The flow control unit,
A first automatic valve controlled by the controller to bypass the cooling water cooled by the cooling tower to the flow rate proportional control unit;
A second automatic valve controlled by the control unit and sending cooling water cooled by the cooling tower to the heat exchanger;
A third automatic valve controlled by the controller to send the cold water returned to the cooling load side to the heat exchanger; And
A fourth automatic valve controlled by the controller to send the cold water returned to the cooling load side to the refrigerator
Cooling device using a cooling water comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는
상기 외기온도가 상기 제 1 설정값과 상기 제 2 설정값 사이의 범위 내에 속하고, 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도가 상기 열교환기에 의해 열교환된 냉수의 온도보다 적어도 1℃ 낮은 경우, 상기 병행 모드로 진입시키는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치.The method according to claim 1,
The control unit
When the outside air temperature is within a range between the first set value and the second set value, and the temperature of the cooling water cooled by the cooling tower is at least 1 ° C. lower than the temperature of the cold water heat exchanged by the heat exchanger; Cooling device using a coolant, characterized in that entering the mode. 외기온도를 측정하는 과정;
상기 외기온도 측정결과에 따라 냉동기 전용모드, 냉각탑 전용모드, 병행모드 중 적어도 하나의 모드로 냉방장치를 진입시키는 과정;
상기 병행모드로 진입한 경우, 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수와 냉동기를 병행하여 냉방부하측으로부터 환수된 냉수를 냉각시키는 과정; 및
상기 병행모드에서 상기 냉동기에 인입되는 냉각수의 유량을 비례제어하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법.Measuring the outside temperature;
Entering a cooling device into at least one mode of a refrigerator-only mode, a cooling tower-only mode, and a parallel mode according to the ambient temperature measurement result;
When entering the parallel mode, cooling the cold water returned from the cooling load side in parallel with the cooling water cooled by the cooling tower and the freezer; And
A process of proportionally controlling the flow rate of the cooling water introduced into the freezer in the parallel mode
Control method of a cooling apparatus using a cooling water comprising a. 청구항 10에 있어서,
상기 냉각수의 유량을 비례제어하는 과정은,
상기 병행모드에서 상기 냉동기에서 출력되는 냉각수의 온도에 따라 상기 냉동기에 인입되는 냉각수의 유량을 비례제어하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법.The method of claim 10,
The process of proportionally controlling the flow rate of the cooling water,
And controlling the flow rate of the cooling water introduced into the refrigerator in proportion to the temperature of the cooling water output from the refrigerator in the parallel mode. 청구항 10에 있어서,
상기 적어도 하나의 모드로 냉방장치를 진입시키는 과정은,
상기 외기온도가 제 1 설정값 이상이면 상기 냉동기 전용모드로 진입시키는 과정;
상기 외기온도가 제 2 설정값 미만이면 상기 냉각탑 전용모드로 진입시키는 과정; 및
상기 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값 사이이면 상기 병행모드로 진입시키는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법.The method of claim 10,
Entering a cooling device in the at least one mode,
Entering the refrigerator only mode when the outside temperature is greater than or equal to a first set value;
Entering the cooling tower dedicated mode when the outside temperature is less than a second set value; And
Entering the parallel mode when the outside temperature is between a first set value and a second set value
Control method of a cooling apparatus using a cooling water comprising a. 청구항 12에 있어서,
상기 병행모드로 진입시키는 과정은,
상기 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값 사이이고, 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도가 열교환기로부터 열교환된 냉수의 온도보다 적어도 1℃ 낮은 경우 상기 병행모드로 진입시키는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법.The method of claim 12,
Entering the parallel mode,
When the outside temperature is between the first set value and the second set value, the temperature of the cooling water cooled by the cooling tower is at least 1 ° C lower than the temperature of the cold water heat exchanged from the heat exchanger, characterized in that to enter the parallel mode Control method of cooling device using cooling water. 청구항 10 또는 11에 있어서,
상기 병행모드는,
상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도와 열교환기로부터 열교환된 냉수의 온도차에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법.12. The method according to claim 10 or 11,
The parallel mode is
And a driving ratio of the refrigerator according to a temperature difference between the temperature of the cooling water cooled by the cooling tower and the temperature of the cold water heat exchanged from the heat exchanger. 청구항 10 또는 11에 있어서,
상기 병행모드는,
상기 냉동기로부터 출력된 냉수의 온도에 따라 상기 냉동기의 구동비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법.12. The method according to claim 10 or 11,
The parallel mode is
And a driving ratio of the refrigerator according to the temperature of the cold water output from the refrigerator. 청구항 12에 있어서,
상기 병행모드로 진입시키는 과정은,
상기 외기온도가 제 1 설정값과 제 2 설정값 사이이고, 상기 냉각탑에 의해 냉각된 냉각수의 온도가 열교환기로부터 열교환된 냉수의 온도보다 적어도 1℃ 낮으며, 냉방부하측으로부터 환수된 냉수의 온도가 미리 설정된 온도 이상이면 상기 병행모드로 진입시키는 것을 특징으로 하는 냉각수를 이용한 냉방장치의 제어방법.The method of claim 12,
Entering the parallel mode,
The outside air temperature is between the first set value and the second set value, the temperature of the cooling water cooled by the cooling tower is at least 1 ° C lower than the temperature of the cold water heat exchanged from the heat exchanger, the temperature of the cold water returned from the cooling load side The control method of a cooling apparatus using cooling water, characterized in that to enter the parallel mode if the temperature is above a predetermined temperature.
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KR20160023442A (en) * 2014-08-22 2016-03-03 엘지전자 주식회사 Chiller system
KR102004939B1 (en) * 2019-03-27 2019-07-30 주식회사 에이알 Energy Saving System of HVAC heat source Equipment and its Control Using Water of a water cooled type chilled and coolant of a cooling tower as a refrigerant
KR102467889B1 (en) * 2021-10-29 2022-11-16 김후배 Anti-surging cooling system

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