KR20190043392A - 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템 - Google Patents

다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190043392A
KR20190043392A KR1020170135400A KR20170135400A KR20190043392A KR 20190043392 A KR20190043392 A KR 20190043392A KR 1020170135400 A KR1020170135400 A KR 1020170135400A KR 20170135400 A KR20170135400 A KR 20170135400A KR 20190043392 A KR20190043392 A KR 20190043392A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooled
cdu
air
water
cooler
Prior art date
Application number
KR1020170135400A
Other languages
English (en)
Inventor
맹상호
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
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 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020170135400A priority Critical patent/KR20190043392A/ko
Publication of KR20190043392A publication Critical patent/KR20190043392A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/02—Ventilation; Air-conditioning
    • 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
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • 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
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/72—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 다중의 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템에 있어서: 메인쿨러(11)와 서브쿨러(12)를 지닌 에어핸들링유니트(10); 상기 메인쿨러(11)에 연결되어 냉매 사이클을 형성하는 수냉식 CDU(20); 상기 서브쿨러(12)에 연결되어 냉매 사이클을 형성하는 공냉식 CDU(30); 및 상기 수냉식 CDU(20)와 공냉식 CDU(30)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 수냉식 CDU로부터 공급되는 냉매와 공냉식 CDU로부터 공급되는 냉매를 모두 동일한 AHU에 연결하여 제어하므로 비상용 공조, 공조 용량 증대, 공간 활용성 등의 제반 효율성을 향상하는 효과가 있다.

Description

다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템 {HVAC for ship based on multiple AHU cooler}
본 발명은 선박의 공조 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박의 AHU에 다중의 에어컨 쿨러를 적용하여 공조를 수행하는 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템에 관한 것이다.
선박의 공조 시스템(AIR-CON. SYSTEM)을 구성하는 장비는 AHU(Air Handling Unit)라는 공기조화기와 CDU(Condensing Unit)라는 응축기로 대별된다. 선박에서 대부분의 CDU는 수냉식(water cooled type)을 사용하지만, 부수적으로 공냉식(air cooled type)을 사용하기도 한다.
현재까지의 선박 공조시스템은 각각의 수냉식 CDU 또는 공냉식 CDU에 각각 대응되는 공기조화기(AHU)에 냉매를 공급하도록 연결된다. 이에, 수냉식 CDU를 사용하는 공조시스템에 수냉식 공조시스템을 보완하는 공조시스템으로(예, Emergency use) 공냉식 CDU를 사용하는 공조 시스템을 설치할 경우 추가의 공냉식 AHU을 설치하고 덕트를 주덕트에 연결해야 한다. 수냉식 CDU만 설치된 경우 선박의 냉각시스템(Cooling system)에 연결된 펌프 구동을 수반하므로 비상 전원을 통한 냉각이 불가능하다.
선박 공조 시스템과 관련되는 선행기술문헌으로서 하기의 특허문헌 등이 알려져 있다.
전자는 선박 내부의 공기와 열교환 하는 주 냉각 코일, 주 냉각 코일에서 생성된 응축수가 저장되는 응축수 저장부 및 응축수 저장부에 저장된 응축수를 이용하여 선박 내부의 공기와 열교환 하는 보조 냉각 코일을 포함한다. 이에, 선박 내부의 공기를 추가적으로 냉각함으로써 공조 장치의 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대한다.
후자는 선박의 실내 온도를 조절하는 복수 개의 실내기와, 복수 개의 실내기와 연결되어, 흡입된 냉매를 압축 및 액화시켜 복수 개의 실내기로 공급하는 실외기를 포함하며, 이러한 실외기는 복수 개의 실내기에 필요한 냉매를 공급하기 위해 복수 개의 압축기를 포함한다. 이에, 시스템 에어컨 방식을 적용하여 설치공간을 개선하는 효과를 기대한다.
그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 선박의 수냉식 및 공냉식 공조 시스템 간의 연계를 반영하지 않으므로 제반 효율성을 증대함에 한계성을 보이고 있다.
한국 등록특허공보 제1323822호 "선박용 공조 장치" (공개일자 : 2013.06.28.) 한국 공개특허공보 제2014-0142535호 "시스템 에어컨 방식의 선박용 공조 장치" (공개일자 : 2014.12.12.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 하나의 AHU내부에 수냉식 CDU로부터 공급되는 냉매와 공냉식 CDU로부터 공급되는 냉매를 모두 사용할 수 있는 공조 방식을 구현하기 위한 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다중의 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템에 있어서: 메인쿨러와 서브쿨러를 지닌 에어핸들링유니트; 상기 메인쿨러에 연결되어 냉매 사이클을 형성하는 수냉식 CDU; 상기 서브쿨러에 연결되어 냉매 사이클을 형성하는 공냉식 CDU; 및 상기 수냉식 CDU와 공냉식 CDU를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 공냉식 CDU는 공압기, 응축기, 냉각팬을 패키지로 구성하여 선박의 실외에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기는 수냉식 CDU만 가동하는 정상모드에서 외부 온도가 설정치를 초과하면 공냉식 CDU의 가동을 추가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기는 냉각수압검출기로 냉각수의 순환이 정지된 상태를 감지하면 공냉식 CDU를 가동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기는 비상전원검출기를 통하여 비상발전으로 전환된 상태를 감지하면 공냉식 CDU를 가동하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 수냉식 CDU로부터 공급되는 냉매와 공냉식 CDU로부터 공급되는 냉매를 모두 동일한 AHU에 연결하여 제어하므로 비상용 공조, 공조 용량 증대, 공간 활용성 등의 제반 효율성을 향상하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템을 개략적으로 나타내는 배관 블록도
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 제어기의 연결을 나타내는 블록도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 다중의 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템에 관하여 제안한다. 선박에서 거주구, 장비실 등의 에어컨을 가동하기 위한 공조 시스템을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 선박의 경우 선주의 요구에 대응하여 에어컨 쿨러가 선행적 또는 후행적으로 설치된다.
본 발명에 따르면 에어핸들링유니트(10)가 메인쿨러(11)와 서브쿨러(12)를 지닌 구조이다. 메인쿨러(11)와 서브쿨러(12)는 에어핸들링유니트(10)에 증발기 기능을 하도록 설치된다. 서브쿨러(12)는 후술하는 수냉식 CDU(20)의 쿨링 용량에 대응하며, 메인쿨러(11)에 병렬로 별도 설치된다.
또한, 본 발명에 따르면 수냉식 CDU(20)가 상기 메인쿨러(11)에 연결되어 냉매 사이클을 형성한다. 수냉식 CDU(20)는 공압기(21)와 응축기(22)로 구성되고 보편적으로 엔진룸 또는 에어컨실에 배치된다. 응축기(22)는 메인쿨러(11)로 순환하는 냉매 및 펌프(25)에 의하여 공급되는 냉각수 간에 열교환을 수행한다. 선박의 에어컨용 응축기(22)에 공급되는 냉각수는 선박의 주냉각시스템의 펌프(25) 또는 별도의 에어컨용 펌프(25)를 통하여 공급되며, 펌프에 공급되는 전원은 선박의 상용(메인) 전원을 이용하여 가동된다.
또한, 본 발명에 따르면 공냉식 CDU(30)가 상기 서브쿨러(12)에 연결되어 냉매 사이클을 형성한다. 공냉식 CDU(30)도 공압기(31)와 응축기(32)를 포함하여 구성되지만 수냉식 CDU(20)의 냉각수 공급용 펌프(25)를 구비하지 않아 상대적으로 전원의 부담이 경감된다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 공냉식 CDU(30)는 공압기(31), 응축기(32), 냉각팬(35)을 패키지로 구성하여 선박의 실외에 설치되는 것을 특징으로 한다. 공냉식 CDU(30)은 수냉식 CDU(20)와 분리되므로 응축기(32)에서 펌프(25)가 아닌 냉각팬(35)으로 냉매의 방열을 수행한다. 공냉식 CDU(30)는 엔진룸의 냉각수 시스템에 문제가 있어도 가동이 가능하여 이중(Redundancy) 설계를 구현한다. 하나의 패키지에 구성되는 공압기(31), 응축기(32), 냉각팬(35)은 엔진룸이 아닌 에어핸들링유니트(10)와 인접한 외부 공간에 배치된다.
한편, 이와 같이 구성되는 공냉식 CDU(30)은 설계 온도보다 높은 경우를 고려하여 추가적인 냉각(additional cooling)을 위해 선박 건조 공정에서 후행적으로 설치되기 용이하다.
또한, 본 발명에 따르면 제어기(40)가 상기 수냉식 CDU(20)와 공냉식 CDU(30)를 설정된 알고리즘으로 제어한다. 제어기(40)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로를 기반으로 한다. 수냉식 CDU(20), 공냉식 CDU(30) 등은 출력인터페이스에 구동기(46)를 개재하여 연결된다. 제어 알고리즘은 메모리에 프로그램과 데이터 형태로 저장되고 실행된다. 제어기(40)는 엔진룸과 별도로 비상전원에 의한 가동도 가능하도록 구성된다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기(40)는 수냉식 CDU(20)만 가동하는 정상모드에서 외부 온도가 설정치를 초과하면 공냉식 CDU(30)의 가동을 추가하는 것을 특징으로 한다. 정상모드는 선박이 운항되고 있는 상태로서 상용전원으로 펌프(25) 및 수냉식 CDU(20)의 가동이 수행된다. 즉, 수냉식 CDU(20)에서 냉각된 냉매가 에어핸들링유니트(10)의 메인쿨러(11)로 공급되며, 공냉식 CDU(30)와 에어핸들링유니트(10)의 서브쿨러(12)는 작동하지 않는다.
다만, 제어기(40)가 외부 공기의 온도가 너무 높은 상태라고 감지하면 수냉식 CDU(20)와 공냉식 CDU(30)를 동시에 가동하여 메인쿨러(11)와 서브쿨러(12)의 동시 작동에 의한 증강된 냉방을 수행된다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기(40)는 냉각수압검출기(42)로 냉각수의 순환이 정지된 상태를 감지하면 공냉식 CDU(30)를 가동하는 것을 특징으로 한다. 냉각수압검출기(42)는 응축기(22)에 연결되는 냉각 배관 상에 설치되고 제어기(40)의 입력인터페이스에 연결되어 신호를 입력한다. 엔진룸 냉각수 시스템에 이상이 발생하는 등의 이유로 냉각수 순환이 차단되면 수냉식 CDU(20)의 가동을 중지하고 공냉식 CDU(30)를 가동하여 에어핸들링유니트(10)의 서브쿨러(12)만으로 냉방을 수행한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기(40)는 비상전원검출기(44)를 통하여 비상발전으로 전환된 상태를 감지하면 공냉식 CDU(30)를 가동하는 것을 특징으로 한다. 비상전원검출기(44)는 전원패널 등에 설치되고 제어기(40)의 입력인터페이스에 연결되어 신호를 입력한다. 엔진룸의 상용전원이 차단되어 비상발전 상태로 전환되는 경우 냉각수용 펌프(25)의 가동이 불가능하기 때문에 공냉식 CDU(30)를 가동하여 에어핸들링유니트(10)의 서브쿨러(12)만으로 냉방을 수행한다. 비상전원은 공냉식 CDU(30)의 냉각팬(35)을 가동하기 적합하다.
한편, 전술한 제어기(40)의 알고리즘은 공조 시스템의 자동제어를 수행하는 예시에 불과하고, 어느 경우에나 관리자의 수동입력에 의한 수냉식 CDU(20) 및 공냉식 CDU(30)의 가동을 우선적으로 처리할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 하나의 에어핸들링유니트(10)에서 메인쿨러(11)와 서브쿨러(12)에 의한 냉방이 선택적으로 가능하므로 비상용 공조, 공조 용량 증대와 더불어 설치공간을 축소하여 공간활용성을 높이므로 결과적으로 제반 비용절감을 도모할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 에어핸들링유니트(AHU) 11: 메인쿨러
12: 서브쿨러 20: 수냉식 CDU
21: 공압기 22: 응축기
25: 펌프 30: 공냉식 CDU
31: 공압기 32: 응축기
35: 냉각팬 40: 제어기
42: 냉각수압검출기 44: 비상전원검출기
46: 구동기

Claims (5)

  1. 다중의 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템에 있어서:
    메인쿨러(11)와 서브쿨러(12)를 지닌 에어핸들링유니트(10);
    상기 메인쿨러(11)에 연결되어 냉매 사이클을 형성하는 수냉식 CDU(20);
    상기 서브쿨러(12)에 연결되어 냉매 사이클을 형성하는 공냉식 CDU(30); 및
    상기 수냉식 CDU(20)와 공냉식 CDU(30)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공냉식 CDU(30)는 공압기(31), 응축기(32), 냉각팬(35)을 패키지로 구성하여 선박의 실외에 설치되는 것을 특징으로 하는 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(40)는 수냉식 CDU(20)만 가동하는 정상모드에서 외부 온도가 설정치를 초과하면 공냉식 CDU(30)의 가동을 추가하는 것을 특징으로 하는 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(40)는 냉각수압검출기(42)로 냉각수의 순환이 정지된 상태를 감지하면 공냉식 CDU(30)를 가동하는 것을 특징으로 하는 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(40)는 비상전원검출기(44)를 통하여 비상발전으로 전환된 상태를 감지하면 공냉식 CDU(30)를 가동하는 것을 특징으로 하는 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템.
KR1020170135400A 2017-10-18 2017-10-18 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템 KR20190043392A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170135400A KR20190043392A (ko) 2017-10-18 2017-10-18 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170135400A KR20190043392A (ko) 2017-10-18 2017-10-18 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190043392A true KR20190043392A (ko) 2019-04-26

Family

ID=66281404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170135400A KR20190043392A (ko) 2017-10-18 2017-10-18 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190043392A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210051367A (ko) * 2019-10-30 2021-05-10 삼성중공업 주식회사 해양구조물의 공기조화 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323822B1 (ko) 2011-12-20 2013-10-31 삼성중공업 주식회사 선박용 공조 장치
KR20140142535A (ko) 2013-06-04 2014-12-12 현대중공업 주식회사 시스템 에어컨 방식의 선박용 공조 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323822B1 (ko) 2011-12-20 2013-10-31 삼성중공업 주식회사 선박용 공조 장치
KR20140142535A (ko) 2013-06-04 2014-12-12 현대중공업 주식회사 시스템 에어컨 방식의 선박용 공조 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210051367A (ko) * 2019-10-30 2021-05-10 삼성중공업 주식회사 해양구조물의 공기조화 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11241940B2 (en) Thermal management system for vehicle
EP2981767B1 (en) Air conditioning system and method for controlling an air conditioning system
JP6100523B2 (ja) 冷水循環システム
US11959652B2 (en) Machine learning apparatus, air conditioning system, and machine learning method
JP4652371B2 (ja) 空気調和システム及びその運転方法
JP6676418B2 (ja) 空調機
KR20190062890A (ko) 차량용 열 관리 시스템
JP6052883B2 (ja) 冷水循環システム
EP1830136A1 (en) Cooling unit for air conditioning systems
JP2007010291A (ja) 空気調和機
JP2010190484A (ja) 電子機器冷却装置
KR20190043392A (ko) 다중 에어컨 쿨러를 기반으로 하는 선박공조 시스템
JP5289395B2 (ja) 直膨式空調装置
JP2017062109A (ja) 台数制御装置および台数制御方法
JP4460913B2 (ja) 空調装置
WO2018003094A1 (ja) 空気調和機
JP4920027B2 (ja) 空調設備とｉｃｔ機器の連係制御方法
KR20180025044A (ko) 공기조화기 및 그 제어 방법
JP5526716B2 (ja) 空調システム
JP2018204823A (ja) 換気システム
JPH0658577A (ja) 空気調和機
JP2508528Y2 (ja) 空気調和装置
JP4426824B2 (ja) 空気調和装置
CN114183860B (zh) 复合型空调***、控制方法以及空调器
JP6382706B2 (ja) 情報処理システム