KR20150133487A - 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 냉매를 압축하기 위한 임펠러 및 상기 임펠러를 구동하기 위한 모터를 포함하는 압축기;와 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;와 상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기; 및 상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브를 포함하며, 상기 압축기와 증발기 및 응축기가 소정 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된 터보 칠러가 제공된다.

Description

터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템{Turbo chiller and chiller system comprising the same}
본 발명은 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 모듈화를 통해 다양한 부하에 대응할 수 있는 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 터보 칠러는 냉매를 이용하여 냉수와 냉각수의 열교환을 각각 수행하는 기기로서, 압축기와 증발기와 응축기 및 팽창밸브를 포함한다.
또한, 상기 압축기는 구동모터의 구동력에 의해 회전하는 임펠러(Impeller)와 임펠러의 회전에 의해 배출된 유체의 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는 가변 디퓨저(Diffuser)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 응축기로는 냉각수가 유입 및 토출되며, 상기 응축기를 통과하는 과정에서 상기 냉각수는 가열된다. 또한, 상기 증발기로는 냉수가 유입 및 토출되며, 상기 증발기를 통과하는 과정에서 상기 냉수는 냉각된다. 이때, 냉각된 냉수는 냉수 수요처로 공급된다.
상기 터보 칠러는 다양한 용량을 가질 수 있다. 터보 칠러의 용량은 냉동 시스템의 능력, 즉 냉동 능력에 대응되는 개념으로서, 냉돈톤(RT, Refrigeration Ton)의 단위로 표시될 수 있다. 예를 들어, 터보 칠러는 250RT, 500RT, 1000RT등의 용량을 가질 수 있다.
또한, 터보 칠러는 용량에 따라 다양한 크기를 갖는다. 일반적으로, 터보 칠러의 용량이 증가할수록 터보 칠러의 부피가 증가한다.
종래에는 터보 칠러가 설치되는 공간의 크기 및 용량이 결정되면, 결정된 요량 및 크기에 기초하여 터보 칠러를 개별적으로 제작하였다. 한편, 터보 칠러는 대용량 설치로서, 오랜 제작기간이 소요됨에 따라 제품 생산성 및 시장 대응성이 떨어지는 문제를 갖는다.
본 발명은 모듈 조합 타입으로 용량 증설이 용이한 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 부분부하 효율을 높일 수 있는 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 설치 공간에 따라 다양한 방식으로 설치될 수 있는 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 유지보수 편의성을 증대시킬 수 있는 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 냉매를 압축하기 위한 임펠러 및 상기 임펠러를 구동하기 위한 모터를 포함하는 압축기;와 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;와 상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기; 및 상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브를 포함하며, 상기 압축기와 증발기 및 응축기가 소정 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된 터보 칠러가 제공된다.
여기서 상기 압축기와 증발기 및 응축기는, 상기 터보 칠러의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치될 수 있다.
또한, 상기 증발기는 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 위치될 수 있다.
또한, 상기 압축기와 증발기는, 상기 임펠러의 회전 중심과 상기 증발기의 중심이 동축 상에 각각 위치될 수 있다.
또한, 상기 응축기와 증발기는, 상기 응축기의 중심과 상기 증발기의 중심이 동축 상에 각각 위치되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 응축기와 증발기는, 상기 응축기의 중심과 상기 증발기의 중심이 편심되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 증발기 및 상기 응축기는 각각 원통 형상을 가지며, 상기 증발기의 체적은 상기 응축기의 체적보다 클 수 있다.
또한, 상기 터보 칠러는 상기 압축기를 제어하기 위한 컨트롤 패널을 추가로 포함하며, 상기 컨트롤 패널 및 상기 증발기는 상기 응축기 상부에 각각 위치될 수 있다.
또한, 상기 터보 칠러는 상기 증발기 및 응축기를 각각 고정시키기 위한 지지부재를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지부재는 증발기를 고정시키기 위한 제1 플레이트와 상기 응축기를 고정시키기 위한 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 경계부는 각각 경사면으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 압축기와 제1 증발기 및 제1 응축기를 포함하는 제1 터보칠러;와 제2 압축기와 제2 증발기 및 제2 응축기를 포함하는 제2 터보칠러;와 상기 제1 증발기와 제2 증발기를 연결하는 냉수 연결관; 및 상기 제1 응축기와 제2 응축기를 연결하는 냉각수 연결관을 포함하는 칠러 시스템이 제공된다.
여기서, 제1 압축기와 제1 증발기 및 제1 응축기는, 상기 제1 터보 칠러의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치되고, 상기 제2 압축기와 제2 증발기 및 제2 응축기는, 상기 제2 터보 칠러의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된다.
또한, 제1 증발기는 상기 제1 압축기와 제1 응축기 사이에 위치되고, 제2 증발기는 상기 제2 압축기와 제2 응축기 사이에 위치될 수 있다.
또한, 제1 터보칠러와 제2 터보칠러가 병렬로 배치된 상태에서, 상기 냉수 연결관의 길이는 상기 냉각수 연결관의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
또한, 제1 터보칠러와 제2 터보칠러가 병렬로 배치된 상태에서, 제1 증발기와 제2 증발기 사이의 간격은 제1 응축기와 제2 응축기 사이의 간격보다 짧을 수 있다.
또한, 제1 터보칠러는, 제1 증발기와 제1 응축기를 각각 고정시키기 위한 제1 지지부재를 포함하고, 제2 터보칠러는, 제2 증발기와 제2 응축기를 각각 고정시키기 위한 제2 지지부재를 포함하며, 상기 제1 지지부재와 제2 지지부재는 설치면으로부터 동일한 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 터보칠러와 제2 터보칠러가 병렬로 배치된 상태에서 상기 제1 지지부재와 제2 지지부재는 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제1 터보칠러와 제2 터보칠러는 서로 다른 냉동 능력을 가질 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.
베이스가 되는 터보 칠러를 조합함으로써 소정 용량을 갖는 칠러 시스템을 제작할 수 있다.
여기서 상기 칠러 시스템은 동일한 용량을 갖는 복수의 터보 칠러의 조합으로 구성될 수도 있고, 서로 다른 용량을 갖는 복수의 터보 칠러의 조합으로 구성될 수도 있다. 따라서, 모듈 조합 타입의 칠러 시스템은 용량 증설이 용이하다.
또한, 베이스가 되는 터보 칠러는 병렬 방식 또는 직렬 방식으로 각각 연결될 수 있는 구조를 가짐으로써, 다양한 설치환경에 대응할 수 있다.
또한, 설치 공간에 따라 다양한 방식으로 설치될 수 있다. 또한, 상기 터보 칠러는 컴팩트한 디자인을 가짐으로써 설치공간을 줄일 수 있다. 특히, 동일한 용량을 갖는 단일 유닛에 비해 설치면적을 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 복수 개의 터보 칠러 중 일부 또는 전부를 구동시킴으로써, 부분부하 효율을 높일 수 있다.
또한, 칠러 시스템을 구성하는 일부 터보칠러에 고장이 발생한 경우에도 연속 운전이 가능하며, 유지보수 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 칠러의 일 작동상태를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 칠러를 나타내는 요부 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 터보 칠러의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 칠러 시스템의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 칠러 시스템의 사시도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 칠러 시스템의 일 작동상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예와 관련된 칠러 시스템의 사시도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 칠러 및 이를 포함하는 칠러 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 칠러(100)의 일 작동상태를 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 터보 칠러(100)는 냉매를 압축시키기 위한 압축기(10)와 냉매를 응축시키기 위한 응축기(30) 및 냉매를 증발시키기 위한 증발기(20)를 포함한다.
상기 압축기(110)는 냉매를 압축시키기 위한 임펠러(111, impeller)를 포함한다. 또한, 상기 압축기(10)는 상기 임펠러(111)를 구동시키기 위한 모터(112)를 포함한다. 또한, 상기 압축기(110)는 상기 모터(112)의 구동력을 상기 임펠러(111) 측으로 전달시키기 위한 하나 이상의 기어를 포함한다.
또한, 상기 압축기(110)는 임펠러(111)로 유입 및 토출되는 냉매의 유량을 조절하기 위한 가변 디퓨저를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기(110)는 소정 량의 오일(Oil)을 저장하기 위한 오일탱크를 포함할 수 있다. 또한, 압축기(110)는 상기 오일탱크에서 오일을 끌어올려 압축기(110) 내부 구성품(베어링, 기어 등)에 오일을 공급하기 위한 오일펌프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기(110)는 단일 압축부로 구성될 수도 있고, 복수 개의 압축부로 구성될 수도 있다.
한편, 상기 증발기(120)와 응축기(130)는 쉘 인 튜브(Shell in tube) 구조를 가질 수 있다. 이러한 경우, 튜브(전열관) 내부로는 냉수와 냉각수가 각각 유동되며, 쉘 내부에 냉매가 수용될 수 있다. 또한, 상기 쉘은 실질적으로 원통 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 증발기(120)와 상기 응축기(130)는 원통 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 증발기(120)로는 냉수가 유입 및 토출되며, 상기 증발기(120) 내부에서 상기 냉매와 냉수의 열교환이 이루어지며, 상기 냉수는 상기 증발기(120)를 통과하는 과정에서 냉각된다. 이후, 냉각된 냉수는 냉수 수요처로 공급된다.
또한, 상기 응축기(130)로는 냉각수가 유입 및 토출되며, 상기 응축기(130) 내부에서 상기 냉매와 냉각수의 열교환이 이루어지며, 상기 냉각수는 상기 응축기(130)를 통과하는 과정에서 가열된다.
또한, 상기 응축기(130)와 상기 증발기(120) 사이에는 팽창밸브(140)가 마련될 수 있다.
또한, 상기 증발기(120)및 응축기(130) 내부에 수용된 냉매는 소정의 요구 냉매 레벨(예를 들어, 만액식)로 유지될 수 있으며, 이러한 냉매 레벨은 팽창밸브(140)를 통해 조절될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 칠러(100)를 나타내는 요부 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 터보 칠러(100)의 정면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 터보 칠러(100)는 압축기(110)와 응축기(120)와 증발기(130) 및 팽창밸브(140)를 포함한다. 후술하겠지만, 상기 터보 칠러(100)는 칠러 시스템을 구성하는 베이스 유닛의 기능을 수행한다. 구체적으로, 상기 터보 칠러(100)가 다양한 방식(예를 들어, 직렬 또는 병렬)으로 연결됨으로써 칠러 시스템을 구성할 수 있다.
상기 압축기(110)는 냉매를 압축하기 위한 임펠러 및 상기 임펠러를 구동하기 위한 모터를 포함한다. 한편, 미설명부호 C1은 상기 임펠러의 회전중심을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 상기 응축기(130)에서는 상기 압축기(110)로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환이 이루어진다. 또한, 상기 응축기(130)는 외관을 형성하는 원통 형상의 쉘과 상기 쉘 내부에 마련된 냉각수 튜브 어레이(131)를 포함할 수 있다.
상기 냉각수 튜브 어레이(131)를 통해 냉각수가 유동하게 되고, 상기 냉각수의 유동과정에서 쉘 내부에 수용된 냉매와의 열교환이 이루어진다. 한편, 미설명부호 C3는 상기 응축기(130)의 중심(또는 중심축)을 나타낸다.
또한, 설명의 편의를 위하여 냉각수 또는 냉수의 유동방향을 응축기(130) 또는 증발기(120)의 길이방향이라 각각 지칭하기로 한다.
또한, 상기 냉각수 튜브 어레이(131)는 상기 응축기(130)의 중심(C3)을 기준으로 상부 영역에 마련될 수 있다. 이는 응축기(130)로 유입되는 냉매의 상태가 기체 상태임을 고려한 설계이다.
또한, 상기 증발기(120)에서는 상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환이 이루어진다. 또한, 상기 증발기(120)는 외관을 형성하는 원통 형상의 쉘과 상기 쉘 내부에 마련된 냉수 튜브 어레이(121)를 포함할 수 있다.
상기 냉수 튜브 어레이(121)를 통해 냉수가 유동하게 되고, 상기 냉수의 유동과정에서 쉘 내부에 수용된 냉매와의 열교환이 이루어진다. 한편, 미설명부호 C2는 상기 증발기(120)의 중심(또는 중심축)을 나타낸다.
또한, 상기 냉수 튜브 어레이(121)는 상기 증발기(120)의 중심(C2)을 기준으로 하부 영역에 마련될 수 있다. 이는 증발기(120)로 유입되는 냉매가 액체 상태를 포함하는 것을 고려한 설계이다.
여기서, 상기 압축기(110)와 증발기(120) 및 응축기(130)는 소정 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된다.
또한, 상기 압축기(110)와 증발기(120) 및 응축기(130)는, 상기 터보 칠러(100)의 설치면(F)의 수직 방향(y축 방향)을 따라 각각 적층된 상태로 배치될 수 있다.
여기서, 상기 증발기(120)는 상기 압축기(110)와 상기 응축기(130) 사이에 위치될 수 있다. 구체적으로, 상기 터보 칠러(100)는 설치면(F)을 기준으로, 응축기(130)와 증발기(120) 및 압축기(110)가 각각 차례로 적층된 구조를 갖는다.
이는 증발기(120) 상부의 기체 냉매가 압축기(110)로 용이하게 흡입될 수 있도록 압축기(110)와 증발기(120) 사이의 간격을 줄이기 위함이다.
또한, 상기 압축기(110)와 증발기(120) 및 응축기(130)를 차례로 적층시킴으로써 설치면적을 줄일 수 있다.
또한, 상기 압축기(110)와 증발기(120)는, 상기 임펠러의 회전 중심(C1)과 상기 증발기(120)의 중심(C2)이 동축 상에 각각 위치되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 2를 참조하면, 상기 임펠러의 회전 중심(C1)과 상기 증발기(120)의 중심(C2)은 y축과 실질적으로 평행한 임의의 축에 각각 위치될 수 있다.
또한, 상기 응축기(130)와 증발기(120)는, 상기 응축기(130)의 중심(C3)과 상기 증발기(120)의 중심(C2)이 동축 상에 각각 위치되도록 배치될 수도 있다.
이와는 다르게, 도 3을 참조하면, 상기 응축기(130)와 증발기(120)는, 상기 응축기(130)의 중심(C3)과 상기 증발기(120)의 중심(C2)이 편심되도록 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 응축기(130)의 중심(C3)과 증발기(120)의 중심(C2) 및 압축기의 회전중심(C1)은 x축 방향을 따라 각각 소정 간격으로 이격되도록 배치될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 상기 증발기(120) 및 상기 응축기(130)는 각각 원통 형상을 가지며, 상기 증발기(120)의 체적은 상기 응축기(130)의 체적보다 클 수 있다. 이러한 경우에도, 압축기(110)와 증발기(120) 사이의 간격을 줄이기 위하여, 상기 증발기(120)는 상기 압축기(110)와 상기 응축기(130) 사이에 위치될 수 있다.
상기 터보 칠러(100)는 상기 압축기(110)를 제어하기 위한 컨트롤 패널(150)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 패널(150)의 각종 제어명령의 입력 및 터보 칠러(100)의 상태정보를 표시하는 기능을 수행할 수 있다.
일 실시태양으로, 사용자는 상기 컨트롤 패널(150)을 통해 압축기(110)의 운전을 제어할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤 패널(150)은 증발기(120)를 통과하는 냉수의 입출구 온도와 응축기(130)를 통과하는 냉각수의 입출구 온도 및 압축기 온도 등을 표시할 수 있다.
이때, 상기 컨트롤 패널(150) 및 상기 증발기(120)는 상기 응축기(130) 상부에 각각 위치될 수 있다.
또한, 터보 칠러(100)를 구성하는 각종 배관(예를 들어, 냉매 배관)은 상기 컨트롤 패널(150)이 노출된 방향으로 연장 및 연결될 수 있다. 이는 복수 개의 터보 칠러를 조합함으로써 칠러 시스템을 구성하는 경우, 서비스 접근을 용이하게 하기 위함이다.
한편, 상기 증발기(120) 및 응축기(130)를 각각 고정시키기 위한 지지부재(160)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 지지부재(160)는 상기 증발기(120)의 일 종단부 및 상기 응축기(130)의 일 종단부를 각각 지지 및 고정할 수 있다.
또한, 상기 터보 칠러(100)는 적어도 2개 이상의 지지부재(160)를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 각 지지부재(160)는 증발기(120) 및 응축기(130)의 양 종단부에 각각 마련될 수도 있다.
또한, 상기 지지부재(160)는 상기 증발기(120)의 일 종단부 및 상기 응축기(130)의 일 종단부를 동시에 지지 및 고정할 수 있는 단일 플레이트로 구성될 수도 있고, 복수 개의 플레이트의 조합으로 구성될 수도 있다.
상기 지지부재(160)는 증발기(120)를 고정시키기 위한 제1 플레이트(161)와 상기 응축기(130)를 고정시키기 위한 제2 플레이트(162)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 플레이트(161)와 제2 플레이트(162)의 경계부는 각각 경사면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지부재(160)는 제1 플레이트(161)와 제2 플레이트(162)에 각각 연결되는 제3 플레이트(163)를 포함할 수 있다. 제3 플레이트(163)는 상기 지지부재(160)의 무게중심을 보상하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 각 플레이트(161 내지 163)는 용접 및/또는 스크류 체결 방식으로 조립될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 증발기(120)의 길이방향의 종단부에는 캡(122)이 마련될 수 있다. 또한, 상기 캡(122)에는 냉수가 유동하기 위한 유동홀(122a)이 마련될 수 있다. 설치상태에 따라, 상기 유동홀(122a)은 냉수 입구 또는 냉수 출구의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 응축기(130)의 길이방향의 종단부에는 캡(132)이 마련될 수 있다. 또한, 상기 캡(132)에는 냉각수가 유동하기 위한 유동홀(123a)이 마련될 수 있다. 설치상태에 따라, 상기 유동홀(123a)은 냉각수 입구 또는 냉각수 출구의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 증발기(120)를 통해 유동하는 냉수의 유동방향과 상기 응축기(130)를 통해 유동하는 냉각수의 유동방향이 반대방향이 되도록 구성할 수 있다. 즉, 도 2 및 3을 참조하면, 상기 증발기(120)의 유동홀(122a)이 냉수 출구인 경우, 상기 응축기(130)의 유동홀(132a)은 냉각수 입구일 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 통해 설명한 터보 칠러를 포함하는 칠러 시스템을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 칠러 시스템의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 칠러 시스템은 복수 개의 터보 칠러가 병렬로 연결됨으로써 구성될 수 있다.
또한, 도 5는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 칠러 시스템의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 칠러 시스템은 복수 개의 터보 칠러가 직렬로 연결됨으로써 구성될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 칠러 시스템은 복수 개의 터보 칠러(100, 100')을 포함한다. 설명의 편의를 위하여, 복수 개의 터보 칠러를 제1 터보칠러 및 제2 터보칠러로 지칭하기로 한다.
여기서 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(100')는 도 2 및 도 3을 통해 설명한 터보 칠러(100)와 동일한 구조를 갖는다. 또한, 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(100')는 동일한 용량 및 크기를 가질 수도 있고, 서로 다른 용량 및 크기를 가질 수도 있다(도 7 참조).
제1 터보칠러(100)는 제1 압축기와 제1 증발기(120) 및 제1 응축기(130)를 포함한다. 또한, 제2 터보칠러(110')는 제2 압축기와 제2 증발기(120') 및 제2 응축기(130')를 포함한다.
또한, 칠러 시스템은 상기 제1 증발기(120)와 제2 증발기(120')를 연결하는 냉수 연결관(310, 도 7 참조) 및 상기 제1 응축기(130)와 제2 응축기(130')를 연결하는 냉각수 연결관(320, 도 7 참조)을 포함한다.
여기서, 상기 냉수 연결관(310)은 제1 증발기(120)의 냉수 튜브 어레이를 통과한 냉수를 제2 증발기(120') 측으로 전달하는 통로 기능을 수행한다. 구체적으로, 제1 증발기(120)의 냉수 튜브 어레이를 통과한 냉수는 냉수 연결관(310)에서 합류된 후, 제2 증발기(120')의 냉수 튜브 어레이로 분지된다.
또한, 상기 냉각수 연결관(320)은 제1 응축기(130)의 냉각수 튜브 어레이를 통과한 냉각수를 제2 응축기(130') 측으로 전달하는 통로 기능을 수행한다. 구체적으로, 제1 응축기(130)의 냉각수 튜브 어레이를 통과한 냉각수는 냉각수 연결관(320)에서 합류된 후, 제2 응축기(130')의 냉각수 튜브 어레이로 분지된다.
이때, 전술한 바와 같이, 상기 제1 압축기와 제1 증발기 및 제1 응축기는, 상기 제1 터보 칠러(100)의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치되고, 상기 제2 압축기와 제2 증발기 및 제2 응축기는, 상기 제2 터보 칠러(100')의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된다.
구체적으로, 제1 증발기(120)는 상기 제1 압축기와 제1 응축기 사이에 위치되고, 제2 증발기(120')는 상기 제2 압축기와 제2 응축기 사이에 위치된다.
도 4를 참조하면, 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(100')가 병렬로 배치된 상태에서, 상기 냉수 연결관의 길이는 상기 냉각수 연결관의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 각 증발기(120, 120') 및 각 응축기(130, 130')의 종단부에는 캡(122, 122', 132, 132')이 마련되며, 각 캡에는 유동홀(122a, 122a', 132a, 132a')이 마련된다.
이때, 냉수 연결관(310, 도 7 참조)은 인접하는 2개의 증발기(120, 120')의 유동홀들(122a, 122a')을 연결한다. 마찬가지로, 냉각수 연결관(320, 도 7참조)은 인접하는 2개의 응축기(130, 130')의 유동홀들(132a, 132a')을 연결한다.
특히, 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(100')가 병렬로 배치된 상태에서, 냉수 연결관(310)과 냉각수 연결관(320)은 각각 곡관으로 형성될 수 있다.
또한, 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(100')가 병렬로 배치된 상태에서, 제1 증발기(120)와 제2 증발기(120') 사이의 간격은 제1 응축기(130')와 제2 응축기(130') 사이의 간격보다 짧게 형성될 수 있다.
또한, 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(100')가 병렬로 배치된 상태에서, 각 컨트롤 패널은 사용자의 접근이 용이하도록 외부로 노출된다.
또한, 제1 터보칠러(100)는, 제1 증발기(120)와 제1 응축기(130)를 각각 고정시키기 위한 제1 지지부재(160)를 포함하고, 제2 터보칠러(100')는, 제2 증발기(120')와 제2 응축기(130')를 각각 고정시키기 위한 제2 지지부재(160')를 포함할 수 있다.
이때, 도 4를 참조하면, 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(100')가 병렬로 배치된 상태에서 상기 제1 지지부재(160)와 제2 지지부재(160')는 접촉될 수 있다. 전술한 바와 같이, 각 지지부재가 제1 내지 제3 플레이트로 구성된 경우, 인접하는 2개의 제1 플레이트와 인접하는 2개의 제3 플레이트가 각각 접촉될 수 있다.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 칠러 시스템의 일 작동상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 냉각수가 제1 응축기(130)와 제2 응축기(130')를 차례로 통과하는 경우, 냉수는 제2 증발기(120')와 제1 증발기(120)를 차례로 통과하게 된다. 전술한 바와 같이, 어느 한 터보 칠러(예를 들어, 100)를 기준으로 보면, 제1 증발기를 통과하는 냉수의 유동방향과 제1 응축기를 통과하는 냉각수의 유동방향을 반대방향일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예와 관련된 칠러 시스템의 사시도이다.
상기 제1 터보칠러(100)와 제2 터보칠러(200)는 서로 다른 냉동 능력을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 터보칠러(100)를 구성하는 제1 증발기(120)와 제1 응축기(130)는 제2 터보칠러(200)를 구성하는 제2 증발기(220)와 제2 응축기(230)와 각각 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
그러나, 터보 칠러(100, 200)의 조합(특히, 병렬연결)을 용이하게 하기 위하여, 상기 제1 지지부재(160)와 제2 지지부재(260)는 설치면(F)으로부터 동일한 높이(h)를 갖도록 형성될 수 있다.
이러한 구조를 통해, 냉수 연결관(310)과 냉각수 연결관(320)의 간섭이 발생하는 것을 미리 방지할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 터보 칠러
110: 압축기
120: 증발기
130: 응축기
140: 팽창밸브
150: 컨트롤 패널
160: 지지부재

Claims (18)

  1. 냉매를 압축하기 위한 임펠러 및 상기 임펠러를 구동하기 위한 모터를 포함하는 압축기;
    상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;
    상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기; 및
    상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브를 포함하며,
    상기 압축기와 증발기 및 응축기는 소정 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기와 증발기 및 응축기는, 상기 터보 칠러의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기는 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 위치됨을 특징으로 하는 터보 칠러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기에 마련된 냉수 튜브 어레이는 상기 증발기의 중심을 기준으로 하부 영역에 마련되고,
    상기 응축기에 마련된 냉각수 튜브 어레이는 상기 응축기의 중심을 기준으로 상부 영역에 마련된 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기와 증발기는, 상기 임펠러의 회전 중심과 상기 증발기의 중심이 동축 상에 각각 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기와 증발기는, 상기 응축기의 중심과 상기 증발기의 중심이 동축 상에 각각 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기와 증발기는, 상기 응축기의 중심과 상기 증발기의 중심이 편심되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기 및 상기 응축기는 각각 원통 형상을 가지며,
    상기 증발기의 체적은 상기 응축기의 체적보다 큰 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기를 제어하기 위한 컨트롤 패널을 추가로 포함하며,
    상기 컨트롤 패널 및 상기 증발기는 상기 응축기 상부에 각각 위치된 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기 및 응축기를 각각 고정시키기 위한 지지부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지부재는 증발기를 고정시키기 위한 제1 플레이트와 상기 응축기를 고정시키기 위한 제2 플레이트를 포함하며,
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 경계부는 각각 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 터보 칠러.
  12. 제1 압축기와 제1 증발기 및 제1 응축기를 포함하는 제1 터보칠러;
    제2 압축기와 제2 증발기 및 제2 응축기를 포함하는 제2 터보칠러;
    상기 제1 증발기와 제2 증발기를 연결하는 냉수 연결관; 및
    상기 제1 응축기와 제2 응축기를 연결하는 냉각수 연결관을 포함하며,
    상기 제1 압축기와 제1 증발기 및 제1 응축기는, 상기 제1 터보 칠러의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치되고,
    상기 제2 압축기와 제2 증발기 및 제2 응축기는, 상기 제2 터보 칠러의 설치면의 수직 방향을 따라 각각 적층된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제1 증발기는 상기 제1 압축기와 제1 응축기 사이에 위치되고,
    제2 증발기는 상기 제2 압축기와 제2 응축기 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    제1 터보칠러와 제2 터보칠러가 병렬로 배치된 상태에서, 상기 냉수 연결관의 길이는 상기 냉각수 연결관의 길이보다 짧게 형성됨을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    제1 터보칠러와 제2 터보칠러가 병렬로 배치된 상태에서, 제1 증발기와 제2 증발기 사이의 간격은 제1 응축기와 제2 응축기 사이의 간격보다 짧은 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    제1 터보칠러는, 제1 증발기와 제1 응축기를 각각 고정시키기 위한 제1 지지부재를 포함하고,
    제2 터보칠러는, 제2 증발기와 제2 응축기를 각각 고정시키기 위한 제2 지지부재를 포함하며,
    상기 제1 지지부재와 제2 지지부재는 설치면으로부터 동일한 높이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제1 터보칠러와 제2 터보칠러가 병렬로 배치된 상태에서 상기 제1 지지부재와 제2 지지부재는 접촉됨을 특징으로 하는 칠러 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 터보칠러와 제2 터보칠러는 서로 다른 냉동 능력을 갖는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템.
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