KR100313598B1 - Refrigerant compressor calorimeter system utilizing wasted condenser hot water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐열을 이용한 냉매압축기 시험시스템에 관한 것으로서, 시료부, 응축기부, 증발기부, 냉각탑부 및 제어부로 이루어지는 냉매압축기 시험시스템에 있어서, 상기 증발기부는 수냉식 열교환기방식으로 되어 이곳에 공급되는 냉각수를 최적의 적정온도로 조성하여 주는 냉각 수조부와, 상기 응축기부의 하류 위치에 상기 응축기부의 출구쪽과 상기 냉각 수조부 및 냉각탑부에 각각 연결되는 1개의 입구부 및 2개의 출구부로 구성되어 상기 응축기부로부터 배출되는 열량을 소정 비율로 분리하여 상기 냉각 수조부 및 냉각탑부로 보내는 3-웨이 제어밸브부와, 상기 냉각 수조부의 냉각수 온도 및 시료부의 냉매 온도를 감지하는 제 1,2온도센서부와, 상기 제 1,2온도센서부로부터 온도 감지신호를 인가받아 현재 온도를 설정치와 비교 판단한 후 상기 증발기부에 공급되는 냉각수의 양을 조절하고, 상기 3-웨이 제어밸브부를 제어하여 상기 냉각수조부 및 냉각탑부로 분리 제공되는 응축기 열량의 비율을 결정하는 컨트롤러부를 구비하여 냉매 압축기 시험 시스템의 응축기에서 배출되는 폐열을 증발기쪽으로 다시 보내 재활용(Recycle) 처리함으로써 전기에너지 소비량 및 제조원가의 절감을 실현시킬 수 있다.The present invention relates to a refrigerant compressor test system using waste heat, and in a refrigerant compressor test system including a sample part, a condenser part, an evaporator part, a cooling tower part, and a control part, the evaporator part is a water-cooled heat exchanger type, and the cooling water supplied thereto. The condenser consists of a cooling water tank unit for forming an optimum temperature, and an inlet portion and two outlet portions connected to the outlet side of the condenser portion and the cooling water tank portion and the cooling tower, respectively, at a downstream position of the condenser portion. A three-way control valve unit which separates the amount of heat discharged from the base at a predetermined ratio and sends it to the cooling water tank unit and the cooling tower unit, the first and second temperature sensor units sensing the cooling water temperature of the cooling water tank unit and the refrigerant temperature of the sample unit; After receiving the temperature detection signal from the first and second temperature sensor units, the current temperature is compared with a set value, and then the The amount of cooling water supplied to the evaporator unit is controlled, and the three-way control valve unit is controlled to determine a ratio of the amount of condenser heat provided to the cooling water tank unit and the cooling tower unit, and is discharged from the condenser of the refrigerant compressor test system. Waste heat can be sent back to the evaporator to recycle, thereby reducing electrical energy consumption and manufacturing costs.
Description
본 발명은 폐열을 이용한 냉매압축기 시험 시스템에 관한 것으로서, 특히 냉매압축기 시험시스템에서 수냉식 응축기의 냉각수 열량중 일부를 증발기쪽으로 다시 보내 재활용(Recycle) 처리함으로써 상기 증발기쪽의 전력소모를 없애고 이와더불어 냉각탑쪽에 나머지 열량을 보냄으로써 기존 장비에 비해 냉각탑 용량을 줄일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a refrigerant compressor test system using waste heat, and in particular, a refrigerant compressor test system removes power consumption of the evaporator side by recycling part of the cooling water heat of the water-cooled condenser to the evaporator, thereby eliminating power consumption on the evaporator side, and at the same time, the cooling tower side. By sending the remaining heat, the cooling tower capacity is reduced compared to the existing equipment.
일반적으로, 열에너지 취급장치 즉, 공조기, 히터펌프 및 냉동창고 등 냉동 시스템을 이용한 제품들은 화석열료와 비교해서 필요장소에 보다 청결한 환경을 제공할 수 있다는 점과 전기사용 열발생장치에 비하여 350∼450의 높은 열효율 특성 등으로 인하여 제품생산 대수가 꾸준히 상승되고 있으며 이와 더불어 제품개발의 정량적 분석과 성공여부를 판별하는데 필수적이라 할 수 있는 열량측정장비의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이다.In general, products using refrigeration systems such as heat energy handling devices, such as air conditioners, heater pumps, and refrigerated warehouses, can provide a cleaner environment where they are needed compared to fossil fuels and 350-450 compared to heat generators used for electricity. Due to its high thermal efficiency, the number of products produced is steadily rising, and the production of calorimetry equipment, which is essential for quantitative analysis and success of product development, is also increasing.
이러한 냉동시스템 응용제품들을 대상으로 한 열효율 측정장비류는 파워 메터(Power meter), 온도계, 압력계 등과 같이 단일 계측기만으로 제품의 정량적인 측정값을 확보할 수 없고, 반드시 도 1과 같은 시스템조합(냉동 사이클)을 통해서만 그 측정장비의 고유기능을 수행할 수 있게 된다.Thermal efficiency measuring equipment for these refrigeration system applications cannot obtain quantitative measured values of the product with only a single instrument such as power meter, thermometer, pressure gauge, etc. Only then can it perform its own function.
도 1에 도시된 바와같이, 종래의 냉매압축기 시험 시스템은 냉매를 통한 냉동사이클을 갖게 된다. 즉, 외부 전기전원(10)에 의해 증발기(11)에서 소정의 열량을 흡수한 냉매가 다시 시료(냉매용 압축기)(12)를 거쳐 압축된 후 응축기(13)로 보내지면 상기 응축기(13)에서 열량방출(냉각수가 열량을 흡수하여)이 되면서 액화되고 압력센서(17)의 신호를 받은 제어부(16)의 제어에 의해 팽창변(18)이 작동되어 팽창되면 온도가 급격히 하강된 상태로 다시 상기 증발기(11)로 보내지는 과정을 반복하게 된다.As shown in Figure 1, the conventional refrigerant compressor test system has a refrigeration cycle through the refrigerant. That is, when the refrigerant absorbing a predetermined amount of heat from the evaporator 11 by the external electric power source 10 is compressed again through the sample (compressor for refrigerant) 12 and then sent to the condenser 13, the condenser 13 When the expansion valve (18) is operated and expanded by the control of the control unit 16, which is liquefied as the heat release (cooling water absorbs the heat) at the signal of the pressure sensor 17, the temperature is drastically lowered again. The process sent to the evaporator 11 is repeated.
이때, 상기 증발기(11)의 출구측 온도를 온도센서(15)가 측정하여 측정된 온도값을 제어부(16)에 보내면 상기 제어부(16)에서 외부 전기전원(10)을 제어하여 공급 전력을 조절하게 된다.At this time, when the temperature sensor 15 measures the outlet side temperature of the evaporator 11 and sends the measured temperature value to the controller 16, the controller 16 controls the external electric power 10 to adjust the supply power. Done.
또한, 상기 응축기(13)에서 배출된 열량은 냉각탑(14)에서 소정 온도로 냉각되어진 후 다시 응축기(13)로 유입된다.In addition, the amount of heat discharged from the condenser 13 is cooled to a predetermined temperature in the cooling tower 14 and then flows back into the condenser 13.
그러나, 이와같은 시스템 구성에 의한 시험장비들은 시료를 포함하여 각 시스템의 구성부 모두가 정상 상태(Steady state)에 도달했을 때 비로소 측정결과치가 의미를 갖게 되며 시료에 대한 실제값을 볼 수 있다. 정상 상태 도달시간은 시스템 구성품들중 열적 관성이 큰 강체 등에 의하여 최소한 3시간 이상 길어지며 그동안 시험장비운전은 계속되어야 하기 때문에 당해 시험장비의 효율적 운용면에서 이러한 운전소비전력의 고려는 매우 중요한 사항이며 운전소비 전력 절약형 압축기 시험장비가 요구되었다.However, the test equipment based on such a system configuration has a meaningful result when the components of each system including the sample reach the steady state, and the actual value of the sample can be seen. The steady state arrival time is extended by at least 3 hours due to the rigid thermal inertia of the system components, and the operation of the test equipment has to be continued during this time. Therefore, the consideration of the operating power consumption is very important in the efficient operation of the test equipment. Power consumption Compressor test equipment was required.
또한, 상기와 같은 종래의 시스템에서는 응축기에서 나오는 고열원의 냉각수가 증발기에 유입됨으로 인해 응축기 조절과정의 흔들림 현상이 증발기 조절과정에 영향을 주어 관리 포인트가 수렴되지 못하고 발산되는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional system as described above, since the cooling water of the high heat source coming from the condenser is introduced into the evaporator, the shaking phenomenon of the condenser control process affects the evaporator control process and thus the management points are not converged and diverged.
또한, 상기 증발기 내부에 기본설계조건과는 다른 응축기의 높은 열원(온도가 높으며 엔트로피 값이 낮음)이 유입됨에 인해 통과 유속이 감소되고 따라서, 증발기의 입구부에 비하여 출구부의 온도가 현저히 떨어져 여기서 국부적인 냉매 불완전 증발현상이 발생되어 액으로 고임 현상이 발생되고 시료는 액냉매 흡입 운전이 되는 문제점이 있었다.In addition, a high heat source (high temperature and low entropy value) of the condenser, which is different from the basic design conditions, is introduced into the evaporator, so that the passage flow rate is reduced, so that the temperature of the outlet portion is significantly lower than the inlet portion of the evaporator. Phosphorus refrigerant incomplete evaporation is generated, there is a problem that the liquid pooling phenomenon occurs, the sample is a liquid refrigerant suction operation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 냉매 압축기 시험 시스템의 응축기에서 배출되는 폐열을 증발기쪽으로 다시 보내 재활용(Recycle) 처리함으로써 전기에너지 소비량 및 제조원가의 절감을 실현시킬 수 있도록 한 폐열을 이용한 냉매압축기 시험 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the waste heat discharged from the condenser of the refrigerant compressor test system is recycled by sending the waste heat back to the evaporator so as to realize reduction of electric energy consumption and manufacturing cost. The purpose is to provide a compressor test system.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술사상은 기화된 냉매를 소정 압력으로 압축시키는 시료부와, 상기 시료부에서 압축된 냉매를 액화시켜 소정 열량을 배출하는 응축기부와, 상기 응축기부에서 액화된 냉매를 다시 기화시켜 소정 열을 흡수하고 주변을 냉각시키는 증발기부와, 상기 응축기부에서 배출된 폐열을 냉각시키는 냉각탑부와, 상기 증발기부의 공급전원을 제어하는 제어부로 이루어지는 냉매 압축기 시험 시스템에 있어서, 상기 증발기부의 입구쪽에 구비되어 소정 량의 냉각수를 공급하고 최적의 적정온도로 냉각수를 유지 보관하는 냉각수조부와, 상기 응축기부의 출구쪽과 상기 냉각 수조부 및 냉각탑부에 각각 연결되는 1개의 입구부 및 2개의 출구부로 구성되어 상기 응축기부로부터 배출되는 열량을 소정 비율로 분리하여 상기 냉각 수조부 및 냉각탑부로 보내는 3-웨이 제어밸브부와, 상기 냉각 수조부의 냉각수 온도 및 시료부의 냉매 온도를 감지하는 제 1,2온도센서부와, 상기 제 1,2온도센서부로부터 온도 감지신호를 인가받아 현재 온도를 설정치와 비교 판단한 후 상기 증발기부에 공급되는 냉각수의 양을 조절하고, 상기 3-웨이 제어밸브부를 제어하여 상기 냉각수조부 및 냉각탑부로 분리 제공되는 응축기 열량의 비율을 결정하는 컨트롤러부를 포함하는 발명이 제시된다.The technical idea for achieving the object of the present invention is a sample unit for compressing the vaporized refrigerant to a predetermined pressure, a condenser unit for releasing a predetermined amount of heat by liquefying the refrigerant compressed in the sample unit, the refrigerant liquefied in the condenser unit In the refrigerant compressor test system comprising an evaporator unit for re-evaporating the predetermined heat and cooling the surroundings, a cooling tower unit for cooling the waste heat discharged from the condenser unit, and a control unit for controlling the supply power of the evaporator unit, A cooling water tank unit provided at an inlet side of the evaporator unit and supplying a predetermined amount of cooling water and maintaining the cooling water at an optimum temperature, and one inlet unit respectively connected to an outlet side of the condenser unit and the cooling water tank unit and a cooling tower unit; And two outlet portions to separate the amount of heat discharged from the condenser portion at a predetermined ratio to provide the cooling water. The three-way control valve unit for sending to the tank and the cooling tower unit, the first and second temperature sensor unit for detecting the coolant temperature and the refrigerant temperature of the sample of the cooling water tank unit, and the temperature detection signal from the first and second temperature sensor unit The controller unit for controlling the amount of cooling water supplied to the evaporator unit after determining the current temperature compared with the set value and controlling the three-way control valve unit to determine the ratio of the amount of heat of the condenser provided to the cooling water tank unit and the cooling tower unit. Including inventions are presented.
도 1은 종래의 공지된 냉매압축기 시험 시스템을 나타내는 구성 블록도이다.1 is a block diagram showing a conventional known refrigerant compressor test system.
도 2는 본 발명에 의한 폐열을 이용한 냉매압축기 시험시스템의 구성 블록도이다.2 is a block diagram of a refrigerant compressor test system using waste heat according to the present invention.
<도면의 주요부분에 관한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
20 : 시료부 21 : 응축기부20: sample portion 21: condenser portion
22 : 증발기부 23 : 냉각탑부22: evaporator section 23: cooling tower section
24 : 컨트롤러부 25 : 냉각 수조부24: controller portion 25: cooling water tank portion
26 : 3-웨이 제어밸브부 27 : 제 1온도센서부26: 3-way control valve 27: the first temperature sensor
28 : 제 2온도센서부 29 : 유량조절펌프부28: second temperature sensor unit 29: flow control pump unit
이하에서는 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용에 대해서 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2에 도시된 바와같이 본 발명은, 기화된 냉매를 소정 압력으로 압축시키는 시료부(20)와, 상기 시료부(20)에서 압축된 냉매를 액화시켜 소정 열량을 배출하는 응축기부(21)와, 상기 응축기부(21)에서 액화된 냉매를 다시 기화시켜 소정 열을 흡수하고 주변을 냉각시키는 증발기부(22)와, 상기 응축기부(21)에서 배출된 열량을 냉각시키는 냉각탑부(23)와, 상기 증발기부(22)의 공급전원을 제어하는 제어부(24)로 이루어지는 냉매 압축기 시험 시스템에 있어서,As shown in FIG. 2, in the present invention, the sample unit 20 compresses the vaporized refrigerant to a predetermined pressure, and the condenser unit 21 liquefies the refrigerant compressed in the sample unit 20 to discharge a predetermined amount of heat. And an evaporator unit 22 for vaporizing the refrigerant liquefied in the condenser unit 21 to absorb predetermined heat and cooling the surroundings, and a cooling tower unit 23 for cooling the amount of heat discharged from the condenser unit 21. And a control unit (24) for controlling the supply power of the evaporator unit (22),
상기 증발기부(22)의 입구쪽에 구비되어 소정 량의 냉각수를 공급하고 최적의 적정온도로 냉각수를 유지 보관하는 냉각 수조부(25)와, 상기 응축기부(21)의 출구쪽과 상기 냉각 수조부(25) 및 냉각탑부(23)에 각각 연결되는 1개의 입구부 및 2개의 출구부로 구성되어 상기 응축기부(21)로부터 배출되는 열량을 소정 비율로 분리하여 상기 냉각 수조부(25) 및 냉각탑부(23)로 보내는 3-웨이 제어밸브부(26)와, 상기 냉각 수조부(25)의 냉각수 온도 및 시료부(20)의 냉매 온도를 감지하는 제 1,2온도센서부(27,28)와, 상기 제 1,2온도센서부(27,28)로부터 온도 감지신호를 인가받아 현재 온도를 설정치와 비교 판단한 후 상기 증발기부(22)에 공급되는 냉각수의 양을 조절하고, 상기 3-웨이 제어밸브부(26)를 제어하여 상기 냉각수조부(25) 및 냉각탑부(23)로 분리 제공되는 응축기 열량의 비율을 결정하는 컨트롤러부(24)로 구성된다.A cooling water tank unit 25 provided at an inlet side of the evaporator unit 22 to supply a predetermined amount of cooling water and to maintain the cooling water at an optimum temperature, and an outlet side of the condenser unit 21 and the cooling water tank unit. It consists of one inlet and two outlets connected to the 25 and the cooling tower section 23, respectively, and separates the amount of heat discharged from the condenser 21 at a predetermined ratio, so that the cooling water tank section 25 and the cooling tower section. The three-way control valve unit 26 to be sent to the 23 and the first and second temperature sensor units 27 and 28 for sensing the coolant temperature of the cooling water tank unit 25 and the refrigerant temperature of the sample unit 20. And receiving the temperature detection signals from the first and second temperature sensor parts 27 and 28 to determine the current temperature by comparing with the set value, and then adjusting the amount of cooling water supplied to the evaporator unit 22 and the three-way. Condenser is provided to separate the control valve unit 26 to the cooling water tank unit 25 and the cooling tower unit 23 It consists of a controller unit 24 that determines the ratio of the amount.
또한, 상기 증발기부(22)에 공급되는 냉각수량의 조절은 상기컨트롤러부(24)의 제어를 받아 작동되는 버퍼부(29)에 의해 이루어진다.In addition, the adjustment of the amount of cooling water supplied to the evaporator unit 22 is performed by the buffer unit 29 operated under the control of the controller unit 24.
또한, 상기 3-웨이 밸브부(26)는 1개소의 입구부 및 2개소의 출구부로 구성되고 스트로크에 따라 2개소의 출구부 유량 배분비가 변하게 되며 이 경우 유량 배분비의 변동과 상관없이 압력손실은 항상 일정하게 된다.In addition, the three-way valve 26 is composed of one inlet and two outlets, the flow rate distribution ratio of the two outlets are changed depending on the stroke, in which case the pressure loss regardless of the variation of the flow rate distribution ratio Is always constant.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having the configuration as described above are as follows.
일반적인 냉매압축기 시험장치의 구성중 하나인 수냉식 응축기의 냉각수 열량을 기존 시험장치에서는 계(Close system) 외부로 방출시켜 처리하는데 반해 본 발명에서는 응축기의 냉각수 열량중 약 78을 증발기쪽으로 보내는 계 내부의 재활용(Recycle) 처리방식을 채택하고 있다.In the present invention, the cooling water of the water-cooled condenser, which is one of the configurations of the refrigerant compressor tester, is discharged to the outside of the system in the existing test system, whereas in the present invention, about 78 of the cooling water of the condenser is recycled to the evaporator. Recycle method is adopted.
보통 냉매압축기 시험장치는 기본적으로 냉매측에서 입구온도, 입구압력 및 출구압력을 소정값으로 유지할 수 있는 구성을 갖추어야 한다. 또한, 냉매계에서 기체상태의 냉매 질량과 액체상태의 냉매 질량의 합은 클로오즈 시스템(Close System) 공간내부에서 항상 일정하며 여기서 액체상태의 냉매량을 변화시키면 기쳬상태의 냉매 밀도 및 압력이 변하게 된다.In general, the refrigerant compressor tester should be constructed to maintain the inlet temperature, the inlet pressure and the outlet pressure at a predetermined value on the refrigerant side. In addition, the sum of the gaseous refrigerant mass and the liquid refrigerant mass in the refrigerant system is always constant in the closed system space, and changing the amount of the refrigerant in the liquid state changes the refrigerant density and pressure in the conventional state. .
이러한 원리를 바탕으로 수냉식 응축기부의 냉각수량 조절로서 액상태의 냉매 고임량을 변화시켜 원하는 토출압력을 맞추어 가게 된다.Based on this principle, by adjusting the amount of cooling water in the water-cooled condenser, it is possible to adjust the desired discharge pressure by changing the high concentration of refrigerant in the liquid state.
그럼 지금부터 본 발명에 의한 냉매압축기 시험 시스템의 구체적인 작동과정을 살펴보겠다.Now, we will look at the specific operation process of the refrigerant compressor test system according to the present invention.
먼저, 본 발명에 의한 냉매압축기 시험 시스템은 소정의 냉각 사이클을 갖고 있는바, 상기 냉각 사이클은 냉매를 통해 열을 흡수하고 주변을 냉각시키는 증발기부(22)와, 상기 증발기부(22)에서 기화된 냉매를 소정 압력으로 압축시키는 압축기 역할을 하는 시료부(20)와, 상기 시료부(20)에서 압축된 냉매를 액화시켜 소정 열량을 배출하는 응축기부(21)의 작동에 의해 상기 냉매가 소정 관으로 순환되면서 이루어진다.First, the refrigerant compressor test system according to the present invention has a predetermined cooling cycle. The cooling cycle includes an evaporator unit 22 that absorbs heat through the refrigerant and cools the surroundings, and vaporizes the evaporator unit 22. The refrigerant is predetermined by the operation of the sample unit 20 serving as a compressor for compressing the refrigerant to a predetermined pressure and the condenser unit 21 liquefying the refrigerant compressed in the sample unit 20 to discharge a predetermined amount of heat. Circulating through the tube.
이때, 상기 냉각 사이클에 의해 증발기부(22)가 냉각되어 소정 온도 이하로 떨어지게 되면 히터로 소정의 열량을 공급해주어야 되는데 본 발명에서는 상기의 히터 대신에 응축기부(21)로부터 배출되는 열량 즉, 폐열을 이용하여 냉각 수조부(25)의 냉각수를 가열하고 가열된 냉각수를 상기 증발기부(22)로 공급하게 된다.At this time, when the evaporator unit 22 is cooled by the cooling cycle and falls below a predetermined temperature, a predetermined amount of heat must be supplied to the heater. In the present invention, the amount of heat discharged from the condenser unit 21 instead of the heater, that is, waste heat. Using to heat the cooling water of the cooling water tank unit 25 and supply the heated cooling water to the evaporator unit (22).
이 경우, 상기 응축기부(21)로부터 배출된 열량(폐열)이 냉각 수조부(25)에 공급되는 메커니즘은 컨트롤러부(24)에 의해 다음과 같이 수행된다.In this case, the mechanism in which the heat amount (waste heat) discharged from the condenser 21 is supplied to the cooling water tank 25 is performed by the controller 24 as follows.
즉, 상기 냉각 수조부(25)의 내부에 구비되어 냉각수의 온도를 감지하는 제 1온도센서부(27)가 현재 냉각수 온도를 측정하여 상기 컨트롤러부(24)에 인가하면 상기 컨트롤러부(24)는 현재의 냉각수 온도를 최적 온도로 보상시킬 수 있도록 3-웨이 제어밸브부(26)를 제어하게 되고 이에 따라 상기 3-웨이 제어밸브부(26)가 작동되어 상기 응축기부(21)로부터 배출되는 폐열을 소정 비율로 분리되게 된다.That is, when the first temperature sensor unit 27 provided inside the cooling water tank unit 25 to sense the temperature of the cooling water measures the current cooling water temperature and applies it to the controller unit 24, the controller unit 24 is applied. The three-way control valve unit 26 is controlled to compensate for the current coolant temperature to the optimum temperature, and thus the three-way control valve unit 26 is operated to discharge from the condenser unit 21. Waste heat is separated at a predetermined rate.
예컨데, 응축기 열량(폐열)의 78는 증발기 부하용으로 증발기부(22)에 공급되고, 나머지 22는 냉각탑부(23)에 보내어 시험장치 고유기능에 영향을 끼치지 않으면서 냉각탑 용량을 기존의 78까지 감소시킬 수 있게 된다.For example, 78 of the condenser calories (waste heat) is supplied to the evaporator section 22 for the evaporator load, and the remaining 22 is sent to the cooling tower section 23 to reduce the cooling tower capacity without affecting the intrinsic function of the test apparatus. Can be reduced.
상기와 같이 응축기부(21)의 배출 열량을 소정 비율로 분리하는 3-웨이 제어밸브부(26)는 상기 냉각 수조부(25)의 냉각수 온도 조절용으로 사용되며 1개소의 입구부와 2개소의 출구부로 구성되게 된다.As described above, the 3-way control valve unit 26 which separates the amount of heat discharged from the condenser 21 at a predetermined ratio is used for controlling the cooling water temperature of the cooling water tank unit 25 and has one inlet and two places. It is composed of an outlet.
이때, 상기 응축기부(21)의 출구는 상기 3-웨이 제어밸브부(26)의 입구부에 연결되고 상기 3-웨이 제어밸브부(26)의 출구부 하나는 증발기부(22)측 냉각수조부(25)에, 나머지 하나는 냉각탑부(23)쪽으로 연결된다.At this time, the outlet of the condenser 21 is connected to the inlet of the 3-way control valve 26 and one outlet of the 3-way control valve 26 is an evaporator 22 side cooling water tank At 25, the other one is connected to the cooling tower part 23.
따라서, 상기 냉각 수조부(25)에 저장된 냉각수의 설정온도에 맞추기 위하여 상기 컨트롤러부(24)의 제어에 의해 3-웨이 제어밸브부(26)가 조절된다.Accordingly, the three-way control valve unit 26 is controlled by the control of the controller unit 24 to match the set temperature of the coolant stored in the cooling tank unit 25.
이 경우에, 상기 3-웨이 제어밸브부(26)의 스템(Valve stem) 스트로크에 따라 상기 2개소 출구부의 유량 배분비가 변하게 되고 이때, 유량 배분비의 변동과 상관없이 압력손실(밸브 입구부 및 출구부의 압력손실)은 항상 일정해야 되며 가능한 압력손실이 매우 적어야 한다.In this case, the flow rate distribution ratio of the two outlet portions changes according to the stem stem stroke of the 3-way control valve portion 26, and at this time, the pressure loss (valve inlet and The pressure drop at the outlet should always be constant and the pressure drop as small as possible.
또한, 상기 증발기부(22)에 소정 열량을 갖는 냉각수가 공급되면 상기 증발기부(22)는 일정 온도 이하로 내려가지 않게 되며, 그에 따라 적정온도를 유지할 수 있게 된다. 이때, 상기 시료부(20)의 입구쪽 냉매가 소정 압력으로 압축되면 온도가 너무 내려갈 수 있기 때문에 온도 보상이 필요한다.In addition, when the coolant having a predetermined amount of heat is supplied to the evaporator unit 22, the evaporator unit 22 does not fall below a predetermined temperature, thereby maintaining an appropriate temperature. At this time, if the inlet refrigerant of the sample unit 20 is compressed to a predetermined pressure, the temperature may be too low, so temperature compensation is necessary.
즉, 상기 시료부(20)의 흡입온도는 증발기부(22)로 공급되는 냉각수의 유량조절에 의하여 맞추어진다. 냉각수의 온도를 증발기부(22)측 냉각 수조부(25)에서 일정 온도로 맞춘 후 이것을 상기 시료부(20)의 흡입온도가 확보될 때까지 인버터 펌프(Inverter Pump) 등의 유량조절펌프부(29)를 통해 계속 유량을 변화시켜 증발기부(22)쪽으로 보내게 된다.That is, the suction temperature of the sample unit 20 is adjusted by adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the evaporator unit 22. After adjusting the temperature of the cooling water to a constant temperature in the cooling water tank unit 25 on the evaporator unit 22 side, this is adjusted to a flow rate control pump unit such as an inverter pump (inverter pump) until the suction temperature of the sample unit 20 is secured ( 29) the flow rate is continuously changed and sent to the evaporator section 22.
이러한 상기 시료부(20)측의 흡입온도 보상은 컨트롤러부(24)의 제어에 의해 냉각 수조부(25)의 냉각수가 공급되면서 이루어지는데 그 메커니즘은 다음과 같다.The suction temperature compensation on the sample part 20 side is performed while the cooling water of the cooling water tank part 25 is supplied by the control of the controller part 24. The mechanism is as follows.
즉, 상기 컨트롤러부(24)는 상기 시료부(20)의 입구쪽에 구비되는 제 2온도센서부(28)로부터 측정된 현재의 냉매 온도값을 인가받아 현재 측정온도값이 시험에 의해 최적으로 설정되어있는 설정치보다 낮다고 판단되면 상기 냉각 수조부(25)의 냉각수 배출유량을 조절하는 버퍼부(29)를 제어하여 냉각수 유량을 늘리고, 반대로 설정치보다 높다고 판단되면 상기 버퍼부(29)를 제어하여 냉각수의 유량을 줄이게 된다.That is, the controller unit 24 receives the present coolant temperature value measured from the second temperature sensor unit 28 provided at the inlet side of the sample unit 20, and the present measured temperature value is optimally set by the test. If it is determined to be lower than the set value, the cooling unit flow rate is increased by controlling the buffer unit 29 that controls the cooling water discharge flow rate of the cooling water tank unit 25, and conversely, if it is determined to be higher than the set value, the cooling unit is controlled by controlling the cooling unit 29 Will reduce the flow rate.
따라서, 탄력적으로 상기 증발기부(22)의 온도가 너무 저온이 되는 것을 방지할 수 있고 이와 더불어 상기 시료부(20)의 입구쪽 냉매의 온도가 너무 저온이 되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to elastically prevent the temperature of the evaporator portion 22 from becoming too low and at the same time prevent the temperature of the inlet refrigerant of the sample portion 20 from becoming too low.
참고적으로, 상기 시료부(20)의 나머지 흡입압력 조성은 보편화된 방식으로 팽창변의 노즐밸브 단면적 변화로서 조절되게 된다.For reference, the remaining suction pressure composition of the sample portion 20 is controlled as a change in the nozzle valve cross-sectional area of the expansion valve in a generalized manner.
한편, 본 발명에 의해 절약된 시험시스템의 운전소비전력을 계산해 보면 다음과 같다. (단, 시료부자체의 소비전력은 제외)On the other hand, calculating the power consumption of the test system saved by the present invention as follows. (Except power consumption of sample itself)
Q TOT-OLD = QEVAP- QCOND+ QSUBMI[QCOND= 0] Q TOT-OLD = Q EVAP -Q COND + Q SUBMI [Q COND = 0]
= COP * QMECH+ QSUBMICOP = QEVAP/ QMECH∴QEVAP= COP * QMECH]= COP * Q MECH + Q SUBMI COP = Q EVAP / Q MECH ∴Q EVAP = COP * Q MECH ]
Q TOT-NEW = QEVAP- QCOND+ QSUBMI[QEVAP= 0 : 외부전력 대신 폐열이용함] Q TOT-NEW = Q EVAP -Q COND + Q SUBMI [Q EVAP = 0: waste heat is used instead of external power]
= QSUBMI = Q SUBMI
여기서 QTOT: 시료부를 제외한 압축기 시험장치의 총 소비전력Q TOT : Total power consumption of the compressor tester except the sample part
QCOND(응축기 소비전력)= 0 : 외부전력을 사용않음으로 제거됨.Q COND (Condenser Power Consumption) = 0: Eliminated by not using external power.
QSUBMI: 냉각탑을 포함하여 냉각수 순환계통의 전기구동부가 차지하는 소비전력Q SUBMI : Power consumption of electric drive part of cooling water circulation system including cooling tower
QMECH: 시료부의 소비전력Q MECH : Power Consumption of Sample
QEVAP: 증발기부의 소비전력Q EVAP : Power Consumption of Evaporator
Q TOT-OLD : 기존 시험시스템의 총 소비전력 Q TOT-OLD : Total Power Consumption of Existing Test System
Q TOT-NEW : 본 발명에 의한 시험시스템의 총 소비전력 Q TOT-NEW : Total power consumption of the test system according to the present invention
또한, 기존의 시험시스템 및 본 발명에 의한 시험시스템의 냉각탑(COOLING TOWER) 냉각용량은 다음과 같이 구할 수 있다.In addition, the existing cooling system and the cooling tower (COOLING TOWER) cooling capacity of the test system according to the present invention can be obtained as follows.
Q C/T-OLD = QCOND* η[QCOND= QEVAP+ QMECH: QEVAP= COP * QMECH: η=안전율] Q C / T-OLD = Q COND * η [Q COND = Q EVAP + Q MECH : Q EVAP = COP * Q MECH : η = safety factor]
= (1+COP) * QMECH* η [QC/T-OLD: 기존 시험장치의 냉각탑 냉각용량]= (1 + COP) * Q MECH * η [Q C / T-OLD : Cooling tower cooling capacity of existing test equipment]
Q C/T-NEW = QCOND* η [QC/T-NEW: 본 발명에 의한 냉각탑 냉각용량] Q C / T-NEW = Q COND * η [Q C / T-NEW : cooling tower cooling capacity according to the present invention]
= (QEVAP+ QMECH) * η[QEVAP= 0:폐열이 이용됨으로 냉각탑 부담에서 제거됨]= (Q EVAP + Q MECH ) * η [Q EVAP = 0: Removed from cooling tower burden by using waste heat]
= QMECH* η= Q MECH * η
따라서, 기존 시험시스템 및 본 발명에 의한 시험 시스템의 냉각탑(COOLINGTOWER) 냉각용량을 비교하면 다음과 같다.Therefore, comparing the cooling capacity of the existing cooling system and the cooling system of the test system according to the present invention is as follows.
Γ= QC/T-NEW/ QC/T-OLD* 100 [Γ = 냉각탑 용량 비율] Γ = Q C / T-NEW / Q C / T-OLD * 100 [Γ = cooling tower capacity ratio]
= 1 / (1 + COP) * 100 [COP = 3.5 : 일반적인 값을대입]= 1 / (1 + COP) * 100 [COP = 3.5: assign a generic value]
= 22∴ 기존장비의 22로 용량이 감소(약 4.5배)된다. = 22 용량 Capacity is reduced to 22 of existing equipment (about 4.5 times).
참고적으로, 상기의 계산결과에 따라 기존의 시험시스템과 본 발명에 의한 시험시스템의 비교 테이블을 나타내면 다음과 같다.For reference, according to the above calculation result shows a comparison table between the existing test system and the test system according to the present invention.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명은 기화된 냉매를 소정 압력으로 압축시키는 시료부(20)와, 상기 시료부(20)에서 압축된 냉매를 액화시켜 소정 열량을 배출하는 응축기부(21)와, 상기 응축기부(21)에서 액화된 냉매를 다시 기화시켜 소정 열을 흡수하고 주변을 냉각시키는 증발기부(22)와, 상기 응축기부(21)에서 배출된 폐열을 냉각시키는 냉각탑부(23)와, 상기 증발기부(22)의 공급전원을 제어하는 제어부(24)로 이루어지는 냉매압축기 시험시스템에 있어서,As can be seen from the above description, the present invention provides a sample unit 20 for compressing the vaporized refrigerant to a predetermined pressure, and a condenser unit 21 for liquefying the refrigerant compressed in the sample unit 20 to discharge a predetermined amount of heat. ), An evaporator unit 22 for vaporizing the refrigerant liquefied in the condenser unit 21 to absorb predetermined heat and cooling the surroundings, and a cooling tower unit 23 for cooling waste heat discharged from the condenser unit 21. In the refrigerant compressor test system comprising a control unit 24 for controlling the power supply of the evaporator unit 22,
상기 증발기부(22)의 입구쪽에 구비되어 소정 량의 냉각수를 공급하고 최적의 적정온도로 냉각수를 유지 보관하는 냉각 수조부(25)와, 상기 응축기부(21)의 출구쪽과 상기 냉각 수조부(25) 및 냉각탑부(23)에 각각 연결되는 1개의 입구부 및 2개의 출구부로 구성되어 상기 응축기부로부터 배출되는 열량을 소정 비율로 분리하여 상기 냉각 수조부(25) 및 냉각탑부(23)로 보내는 3-웨이 제어밸브부(26)와, 상기 냉각 수조부(25)의 냉각수 온도 및 시료부의 냉매 온도를 감지하는 제 1,2온도센서부(27,28)와, 상기 제 1,2온도센서부(27,28)로부터 온도 감지신호를 인가받아 현재 온도를 설정치와 비교 판단한 후 상기 증발기부(22)에 공급되는 냉각수의 양을 조절하고, 상기 3-웨이 제어밸브부(26)를 제어하여 상기 냉각 수조부(25) 및 냉각탑부(23)로 분리 제공되는 응축기 열량의 비율을 결정하는 컨트롤러부(25)를 구비하여,A cooling water tank unit 25 provided at an inlet side of the evaporator unit 22 to supply a predetermined amount of cooling water and to maintain the cooling water at an optimum temperature, and an outlet side of the condenser unit 21 and the cooling water tank unit. It consists of one inlet and two outlets connected to the 25 and the cooling tower 23, respectively, and separates the amount of heat discharged from the condenser by a predetermined ratio so that the cooling water tank unit 25 and the cooling tower unit 23. 3-way control valve unit 26 to be sent to the first and second temperature sensor units 27 and 28 for sensing the coolant temperature of the cooling water tank unit 25 and the refrigerant temperature of the sample unit, After receiving the temperature sensing signals from the temperature sensor units 27 and 28, the present temperature is compared with the set value, and then the amount of coolant supplied to the evaporator unit 22 is adjusted, and the 3-way control valve unit 26 is adjusted. Controlled condenser calories provided by the cooling water tank unit 25 and the cooling tower unit 23 And a controller portion 25 that determines the ratio,
냉매 압축기 시험 시스템의 응축기에서 배출되는 폐열을 증발기부(22)쪽으로 다시 보내 재활용(Recycle) 처리함으로써 최소한 기존 압축기 시험장비보다 350이상의 운전 소비전력 절감효과가 있으며 큰 용량의 시료일 경우 휠씬 증가한다.By returning the waste heat from the condenser of the refrigerant compressor test system to the evaporator unit 22 for recycling, there is at least 350 operating power savings compared to the existing compressor test equipment, and a large amount of sample increases significantly.
또한, 냉각수에 의한 열수송량이 기존장비와 비교시 약 1/4.5 감소됨으로써 그 만큼의 냉각탑 용량 및 전체 수배관 직경이 감소되고 따라서 시험장비의 체적 및 제작비가 감소한다.In addition, the amount of heat transported by the cooling water is reduced by about 1 / 4.5 compared to the existing equipment, which reduces the cooling tower capacity and the total pipe diameter, thereby reducing the volume and manufacturing cost of the test equipment.
또한, 열교환기 역할을 하는 증발기부쪽으로 유입되는 물의 온도가 냉각수조부에서 미리 일정온도로 맞추어진 상태이므로 즉, 안정상태가 확보된 상태이므로 냉각수로부터의 흡수열량에 함수관계를 가지는 시료부 흡입온도의 안정상태 확보시간이 단축된다. 따라서, 시험장비 운전시간의 단축효과를 얻을 수가 있다.In addition, since the temperature of the water flowing into the evaporator part serving as the heat exchanger is set to a predetermined temperature in the cooling water tank part, that is, the stable state is secured, the suction temperature of the sample part having a functional relationship with the heat of absorption from the cooling water is determined. The time to secure a stable state is shortened. Therefore, the shortening effect of the test equipment operation time can be obtained.
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