KR100392304B1 - Temperature control device of showcase using compressor of sucking pressure and meothed thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콤프레셔 유도전동기를 이용한 쇼케이스의 온도제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 쇼케이스용 냉동기 콤프레셔의 저압측 압력검출에 의한 3상 유도전동기의 회전수 제어를 위한 콤프레셔 유도전동기를 이용한 쇼케이스의 온도제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control device and a method of a showcase using a compressor induction motor, in particular, the temperature control of the showcase using a compressor induction motor for the rotational speed control of the three-phase induction motor by the low pressure side pressure detection of the refrigerator compressor for showcase An apparatus and method are provided.
본 발명의 목적은 쇼케이스 가동시 냉동 부하의 열부하량 변동에 따라서 콤프레셔의 흡입압력을 최적의 상태로 제어 함으로서 쇼케이스 내부의 냉각핀에 서리 끼임을 최소화 하고, 또한 콤프레셔의 압축 능력을 부하 상태에 따라서 최적화로 제어함으로서 불필요한 입력 전력의 소모를 최소화 하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to minimize the frost jam in the cooling fins inside the showcase by optimizing the suction pressure of the compressor to the optimum state according to the heat load variation of the refrigeration load during showcase operation, and also to optimize the compression capacity of the compressor according to the load state. It is to provide a method of minimizing unnecessary input power consumption by controlling the power.
이상에서 설명한 바와 같이, 콤프레셔 저압측의 압력을 검출하여 열부하에 대응하는 최적제어를 하므로서 콤프레셔의 압축능력 최소화가 가능하므로 콤프레셔의 입력소비전력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 저압측 가스압력의 변동을 최소화 할 수 있으므로 냉각핀의 서리끼임 현상을 최소화 할 수 있어 냉방효율을 극대화 할 수 있는 잇점이 있다.As described above, it is possible to minimize the compression capacity of the compressor by detecting the pressure on the low pressure side of the compressor and performing optimum control corresponding to the heat load, thereby reducing the input power consumption of the compressor and reducing the fluctuation of the gas pressure on the low pressure side. Since it can minimize the frost phenomena of the cooling fins, there is an advantage that can maximize the cooling efficiency.
Description
본 발명은 콤프레셔의 흡입압력을 이용한 쇼케이스의 온도제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 냉동기용 콤프레셔의 저압측에 설치된 압력센서로 부터 실시간으로 압력을 전송받아 냉동부하의 크기에 따라 최적의 압력으로 콤프레셔를 가동함으로써 콤프레셔를 구동하는 유도전동기의 입력전력 과소비를 억제함과 동시에 쇼케이스에 진열되는 각종 부하(야채,유제품,육류)를 과냉각으로 부터 보호함으로써 신선한 상태로 장기간 진열할 수 있는 콤프레셔의 흡입압력제을 이용한 쇼케이스의 온도제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control device and a method of a showcase using the suction pressure of the compressor, and in particular, the pressure is received in real time from the pressure sensor installed on the low pressure side of the compressor for freezer compressor at the optimum pressure according to the size of the refrigeration load By suppressing the input power consumption of the induction motor driving the compressor, and protecting the various loads (vegetables, dairy products, meat) displayed in the showcase from supercooling, the compressor suction pressure agent can be displayed in a fresh state for a long time. It relates to a temperature control device and method of the showcase used.
종래 쇼케이스의 온도제어 방법을 살펴보면, 쇼케이스 내에 설치된 온도 스위치에 의하여 온도를 검출하고, 냉매 배관에 설치된 냉매 개폐부를 개폐하여 증발기로 공급되는 냉매의 공급을 제어하는 방법으로 쇼케이스의 온도를 제어하게 된다. 이는 저압가스(냉매)의 압력이 증발기의 온도를 결정하기 때문이다.Looking at the temperature control method of the conventional showcase, the temperature of the showcase is controlled by detecting a temperature by a temperature switch installed in the showcase, controlling the supply of the refrigerant supplied to the evaporator by opening and closing the refrigerant opening and closing unit installed in the refrigerant pipe. This is because the pressure of the low pressure gas (refrigerant) determines the temperature of the evaporator.
도 4에 도시된 바와같이 저압가스의 압력이 높아 증발기의 온도가 높은 경우에는 냉매 개폐부이 열려있는 시간이 길어지고, 저압가스의 압력이 낮아 증발기의 온도가 낮은 경우에는 냉매 개폐부이 열려있는 시간이 짧아져서 증발기의 평균온도가 일정하게 제어된다. 따라서 저압가스의 압력이 쇼케이스에 필요한 온도에 상당하는 압력보다 낮으면 쇼케이스의 온도는 제어가 가능하게 되는 것이다.As shown in FIG. 4, when the temperature of the evaporator is high due to the high pressure of the low pressure gas, the time for which the refrigerant opening and closing portion is open is long. The average temperature of the evaporator is constantly controlled. Therefore, when the pressure of the low pressure gas is lower than the pressure corresponding to the temperature required for the showcase, the temperature of the showcase can be controlled.
그러나, 기존의 운전 방법은 저압가스의 압력을 압력 스위치로 검출하여, 콤프레셔의 공급전력을 전자접촉기로 ON/OFF 시켜서 압력 제어를 하고 있으며, 냉동기의 동작 특성상 이 압력 스위치가 ON하는 압력과 OFF하는 압력의 차이를 크게하여야 할 필요가 있다. 기존의 방법처럼 콤프레셔의 회전수가 일정한 경우에 저압측가스의 압력은 냉동부하의 크기에 따라서 이 압력 스위치의 설정범위 사이를 오르 내리게 된다. 이와 같이 저압측 가스의 압력이 변동하여도 필요한 온도에 상응하는 압력 이하에 있으면 쇼케이스의 온도는 일정하게 제어가 가능하다. 그러나 이와 같이 저압측 가스의 압력이 크게 변동 하면 다음과 같은 문제가 발생한다.However, the conventional operation method is to control the pressure by detecting the pressure of the low pressure gas by using a pressure switch and turning on / off the power supply of the compressor with a magnetic contactor. It is necessary to increase the pressure difference. When the compressor rotation speed is constant as in the conventional method, the pressure of the low pressure side gas is increased or decreased between the setting ranges of the pressure switch according to the size of the refrigeration load. Thus, even if the pressure of the low-pressure side gas fluctuates, the temperature of the showcase can be controlled constantly if it is below the pressure corresponding to the required temperature. However, if the pressure of the low pressure side gas fluctuates greatly, the following problems occur.
1. 증발기에 서리가 맺혀 열교환 효율이 떨어진다.1. Defrost on the evaporator, reducing heat exchange efficiency.
기존의 운전 방법은 저압가스의 압력이 낮은 상태로 유지되고 있는 경우가 많다. 저압 가스의 압력이 낮다는 것은 증발기의 온도가 낮다는 것을 의미하므로 증발기 냉각핀(Fin)에 서리가 끼이게 되며, 따라서 냉각핀의 서리끼임에 의하여 열교환 효율이 떨어지게 된다. 이로 인하여 쇼케이스 내의 온도가 내려가지 않게 되며, 온도 검출 스위치는 냉매 개폐부을 열어두는 시간이 길어지게 되고, 결국 콤프레셔는 연속적으로 동작하여야 하는 문제점이 발생된다.Conventional operating methods often maintain low pressure gas pressures. The low pressure of the low-pressure gas means that the temperature of the evaporator is low, so the frost is pinched on the evaporator cooling fins, and thus the heat exchange efficiency is reduced by the frost of the cooling fins. As a result, the temperature in the showcase does not decrease, and the time for the temperature detection switch to open the refrigerant opening and closing portion becomes long, and thus the compressor has to operate continuously.
2. 불필요한 전력손실이 발생한다2. Unnecessary power loss occurs
상기와 같이 변동하는 압력의 평균압력은 냉동 부하가 클때에는 높고, 경부하의 경우에는 평균압력이 낮게된다. 이때, 압력 스위치의 설정은 냉동 부하가 큰경우를 가정하여 설정 하게 된다. 따라서, 부하가 가벼운 경우에는 저압가스 측의 압력이 필요 이상으로 낮게 되고, 이 상태는 콤프레셔의 압축능력이 너무 과대함을 의미하며 콤프레셔 유도전동기에 필요 이상의 전력을 소모하고 있음을 의미한다.As described above, the average pressure of the fluctuating pressure is high when the refrigeration load is large, and the average pressure is low when the load is light. At this time, the pressure switch is set on the assumption that the refrigeration load is large. Therefore, when the load is light, the pressure on the low pressure gas side is lower than necessary, and this state means that the compression capacity of the compressor is too high and that the compressor induction motor consumes more power than necessary.
도 5에 도시된 바와같이 기존의 온도제어 방법의 경우 부하의 상태에 따라서 흡입압력이 크게 변화하며, 따라서 부하의 상태에 따라 증발기의 온도가 크게 변화하게 된다.As shown in FIG. 5, in the conventional temperature control method, the suction pressure is largely changed according to the state of the load, and thus the temperature of the evaporator is greatly changed according to the state of the load.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 쇼케이스 가동시 냉동 부하의 열부하량 변동에 따라서 콤프레셔의 흡입압력을 최적의 상태로 제어함으로서 쇼케이스 내부의 냉각핀에 서리 끼임을 최소화 하고, 또한 콤프레셔의 압축능력을 부하 상태에 따라서 최적화 상태로 제어함으로서 불필요한 입력 전력의 소모를 최소화 시키는 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to control the suction pressure of the compressor to the optimum state in accordance with the variation of the heat load of the refrigeration load during operation of the showcase frost caught in the cooling fins inside the showcase In addition, the present invention provides a method of minimizing unnecessary power consumption by controlling the compressor's compression capacity to an optimum state according to the load state.
도 1은 본 발명에 따른 쇼케이스의 내부 시스템 블럭도.1 is an internal system block diagram of a showcase in accordance with the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 경부하시 냉동기의 흡입압력과 토출압력의 관계를 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing the relationship between the suction pressure and the discharge pressure of the refrigerator at light load according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 쇼케이스의 온도제어 시스템 블록도.3 is a block diagram of a temperature control system of a showcase according to the present invention;
도 4는 종래의 온도 스위치와 냉매 개폐부에 의한 쇼케이스의 온도제어를 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the temperature control of the showcase by the conventional temperature switch and the refrigerant opening and closing portion.
도 5는 종래의 냉동부하 변동에 따른 흡입압력 변동을 나타낸 그래프.5 is a graph showing the suction pressure fluctuations according to the conventional refrigeration load fluctuation.
<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
10 : 압력센서 20 : 키패드10: pressure sensor 20: keypad
30 : 시퀀스 인터페이스부 40 : 가변전압 가변주파수 전원장치30: sequence interface unit 40: variable voltage variable frequency power supply
100 : 전력공급 선택부 120 : 비교/연산부100: power supply selection unit 120: comparison / operation unit
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 콤프레셔 유도전동기를 이용한 쇼케이스의 온도제어 장치에 있어서, 컴프레셔의 저압측 배관의 압력을 검출하여 아날로그 신호로 변환하는 압력센서(10); 콤프레셔의 운전압력을 입력하고 운전상태를 제어하는 키패드(20); 콤프레셔의 운전 시퀀스 및 외부기기의 운전상태 조건을 비교/연산부로 전달하는 시퀀시 인터페이스부(30); 상기 저압측 압력센서의 피드백 값과 유도전동기의 기본회전수인 제어기준 입력값 및 시퀀스 인터페이스부의 명령값을 토대로 하여 에러 압력값을 계산하는 비교/연산부(120); 상기 비교/연산부의 연산결과에 따라 동작하는 가변전압 가변주파수 전원장치(40); 상기 비교/연산부의 연산 결과에 따라 가변전압 가변주파수 전원장치 또는 상용전원을 선택하는 전력공급 선택부(100); 상기 전력공급 선택부에서 선택된 전원에 의하여 구동되는 콤프레셔 유도전동기(60)로 구성된다.In the showcase temperature control apparatus using a compressor induction motor according to the present invention, a pressure sensor (10) for detecting the pressure of the low-pressure side pipe of the compressor and converting it into an analog signal; A keypad 20 for inputting an operating pressure of the compressor and controlling an operating state; A sequence interface unit 30 which transmits the operation sequence of the compressor and the operation state conditions of the external device to the comparison / operation unit; A comparison / operation unit 120 for calculating an error pressure value based on a feedback value of the low pressure side pressure sensor, a control reference input value which is a basic speed of an induction motor, and a command value of a sequence interface unit; A variable voltage variable frequency power supply device 40 operating according to the operation result of the comparison / operation unit; A power supply selection unit (100) for selecting a variable voltage variable frequency power supply or a commercial power supply according to the operation result of the comparison / operation unit; Compressor induction motor 60 is driven by the power selected by the power supply selection unit.
또한, 본 발명에 따른 콤프레셔 유도전동기를 이용한 쇼케이스의 온도제어 방법에 있어서, 압력센서를 이용하여 저압측 배관의 압력을 감지하는 제1단계; 상기 압력센서에서 감지된 압력값과 미리 설정된 압력값을 비교/연산하는 제2단계; 상기 비교 압력값의 결과에 따라 콤프레셔 유도전동기에 공급되는 전원을 가변하여 유도전동기 회전수를 제어하는 제3단계로 구성된다.In addition, the temperature control method of the showcase using the compressor induction motor according to the present invention, the first step of detecting the pressure of the low-pressure side pipe using a pressure sensor; A second step of comparing / computing a pressure value sensed by the pressure sensor and a preset pressure value; The third step of controlling the induction motor rotational speed by varying the power supplied to the compressor induction motor according to the result of the comparison pressure value.
또한, 상기 콤프레셔가 정격회전수 이하의 회전상태로 소정시간 이상 운전되면 내부의 윤활용 오일 공급을 위하여 비교연산부에서 일정시간 동안 유도전동기를 정격 속도로 운전하는 단계를 더 포함하여 구성되고,In addition, when the compressor is operated for more than a predetermined time in a rotation state of less than the rated rotation speed is configured to further include the step of operating the induction motor at a rated speed for a predetermined time in the comparison operation unit for supplying the lubricating oil therein,
상기 콤프레셔의 운전중 상기 저압 배관측 압력값이 제어 기준압력 범위 이내이고, 안정된 운전이 지속되면, 상기 저압 배관측 압력을 제어기준 압력보다 약 +0.2kgf/㎠ 높게하여 쇼케이스의 냉각능력이 과냉각 상태로 되지 않도록 하는 것을 특징으로 하여 구성된다.If the low pressure pipe side pressure value is within the control reference pressure range and the stable operation is continued during operation of the compressor, the low pressure pipe side pressure is increased by about + 0.2kgf / cm2 higher than the control reference pressure, so that the cooling capacity of the showcase is supercooled. It is characterized by that it does not become.
이하, 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 쇼케이스의 내부 시스템 블럭도로서, 저압측 배관의 압력을 검출하여 아날로그 신호로 변환하는 압력센서(10), 콤프레셔의 운전압력을 입력하고 운전상태를 제어하는 키패드(20), 콤프레셔의 운전 시퀀스 및 외부기기의 운전상태 조건을 비교/연산부로 전달하는 시퀀스 인터페이스부(30), 상기 저압측 압력센서의 피드백 값과 제어기준 입력값 및 시퀀스 인터페이스부의 명령값을 기초로 하여 에러 압력값을 계산하는 비교/연산부(120), 상기 비교/연산부의 연산결과에 따라 동작하는 가변전압 가변주파수 전원장치(VVVF :Variable Voltage Variable Frequency Inverter)(40), 상기 가변전압 가변주파수 전원장치 또는 상용전원을 선택하는 전력공급 선택부(100), 상기 전력공급 선택부에서 공급되는 전력에 의하여 운전되는 유도전동기(60), 상기 유도전동기에 의하여 압축작용을 하는 콤프레셔(50), 쇼케이스의 온도를 검출하여 냉매 개폐부을 작동시키는 온도 스위치(140), 상기 온도 스위치에 의하여 냉매의 흐름을 개폐하는 냉매 개폐부(70), 고온,고압의 액체를 팽창시켜 저온,저압으로 변환시키는 팽창 변환부(80), 상기 팽창 변환부를 통과한 저온,저압의 열을 빼앗아 증발시키는 증발기(90), 상기 증발기를 통과한 차가운 공기를 쇼케이스에 공급하는 송풍기(110) 및 상기 콤프레셔에 의해 고온,고압 가스를 냉각시켜 응축하여 액화시키는 응축기(130)로 구성된다.1 is an internal system block diagram of a showcase according to the present invention, a pressure sensor 10 for detecting a pressure of a low pressure side pipe and converting it into an analog signal, a keypad 20 for inputting an operating pressure of a compressor and controlling an operating state And an error based on a feedback value of the low pressure side pressure sensor, a control reference input value, and a command value of the sequence interface part, which transmits the operation sequence of the compressor and the operation state condition of the external device to the comparison / operation part. Comparing / operating unit 120 for calculating the pressure value, Variable voltage variable frequency power supply (VVVF) (VVVF) operating in accordance with the operation result of the comparison / operation unit (40), The variable voltage variable frequency power supply device or Power supply selector 100 for selecting a commercial power source, induction motor 60 driven by the power supplied from the power supply selector, the induction The compressor 50, the temperature switch 140 for operating the refrigerant opening and closing unit by detecting the temperature of the showcase, the refrigerant opening and closing unit 70 for opening and closing the flow of the refrigerant by the temperature switch, and a liquid having high temperature and high pressure. Expansion converter 80 to expand and convert to low temperature, low pressure, the evaporator 90 to take the low-temperature, low pressure heat passed through the expansion conversion unit to evaporate, the blower 110 for supplying cool air passing through the evaporator to the showcase And a condenser 130 for cooling and condensing the high temperature and high pressure gas by the compressor.
이와 같이 본 발명의 구성에 의하면, 상기 온도 스위치(140)를 통해 쇼케이스의 온도를 검출한 후 상기 검출된 온도가 입력된 온도보다 높을 경우, 냉매(액체)를 순환시킨다. 여기서, 상기 냉매는 팽창 변화부(80)에서 저온, 저압으로 변환되고 증발기(90)에서 주변열을 흡수한다. 이때, 저압기체(냉매)에 의해 차가와진 공기는 송풍기(110)를 통해 쇼케이스에 공급된다. 그리고, 상기 저압측 기체(냉매)는 저압측 배관을 통하여 콤프레셔에 유입되고, 이때의 압력을 압력센서(10)가 측정한다. 그러면, 비교/연산부(120)에서 상기 측정된 압력값과 이미 설정된 압력값을 비교/연산하는데, 검출된 압력이 미리 설정된 기준보다 높으면 압력을 낮추는 회전수로, 또한 검출된 압력이 기준 압력보다 낮으면 압력을 높이는 회전수로 연산한다.As described above, according to the configuration of the present invention, after detecting the temperature of the showcase through the temperature switch 140, when the detected temperature is higher than the input temperature, the refrigerant (liquid) is circulated. Here, the refrigerant is converted to low temperature and low pressure in the expansion change unit 80 and absorbs ambient heat in the evaporator 90. At this time, the air filled by the low pressure gas (refrigerant) is supplied to the showcase through the blower (110). The low pressure side gas (refrigerant) flows into the compressor through the low pressure side pipe, and the pressure sensor 10 measures the pressure at this time. Then, the comparison / operation unit 120 compares / calculates the measured pressure value and the preset pressure value. When the detected pressure is higher than the preset reference, the rotation speed lowers the pressure, and the detected pressure is lower than the reference pressure. If it is, it is calculated by the number of revolutions to increase the pressure.
상기 연산 결과에 따라 유도전동기(60)의 회전수를 가변압력 가변주파수 전원장치(40)가 제어하여 저압측의 압력을 실시간으로 제어하는 운전을 하게된다.The variable pressure variable frequency power supply 40 controls the rotation speed of the induction motor 60 in accordance with the calculation result to control the low pressure side in real time.
여기서, 가변전압 가변주파수 전원장치(40)가 어떠한 원인에 의하여 정지하게 되는 경우에는 전력공급 선택부(100)에서 일정한 전원으로 공급되는 상용전원측을 선택하여 유도전동기(60)에 공급하게 되고, 유도전동기의 회전수 제어가 필요한 경우에는 연산 결과값에 따라 가변전압 가변주파수 전원장치(40)를 통해 유도전동기(60)에 제공되는 전원을 제어함으로써 유도전동기의 회전수를 제어한다.In this case, when the variable voltage variable frequency power supply device 40 is stopped for some reason, the power supply selection unit 100 selects a commercial power source supplied with a constant power supply and supplies it to the induction motor 60. When the rotation speed control of the motor is required, the rotation speed of the induction motor is controlled by controlling the power provided to the induction motor 60 through the variable voltage variable frequency power supply 40 according to the calculation result value.
한편, 상기 저압기체는 콤프레셔(50)에서 압축된 후 응축기(130)로 보내지고, 상기 응축기(130)를 통과한 기체는 액체로 변화되어 수액관에 보내진다.On the other hand, the low pressure gas is compressed in the compressor 50 and then sent to the condenser 130, the gas passing through the condenser 130 is converted into a liquid is sent to the fluid tube.
도 2는 본 발명에 따른 경부하시 냉동기의 흡입압력과 토출압력의 관계를 나타낸 그래프이다. 저압측 가스의 압력을 압력센서(10)에 의하여 검출하고, 콤프레셔의 운전압력을 설정하는 키패드(20)의 설정압력과 비교/연산하여 에러값을 결정하는 비교/연산부(120), 상기 비교/연산부(120)의 연산 결과값에 따라 동작하는 가변전압 가변주파수 전원장치(40)로 구성되어 열 부하의 상태에 따라 최적의 조건으로 콤프레셔의 회전 상태를 조절한다.2 is a graph showing the relationship between the suction pressure and the discharge pressure of the refrigerator under light load according to the present invention. The comparison / operation part 120 which detects the pressure of the low pressure side gas by the pressure sensor 10, and compares / calculates with the set pressure of the keypad 20 which sets the operation pressure of a compressor, and determines an error value, The said comparison / The variable voltage variable frequency power supply 40 operates according to the calculation result of the calculation unit 120, and adjusts the rotation state of the compressor to an optimum condition according to the state of the heat load.
에너지 절감을 위하여 콤프레셔가 장시간 동안 정격회전수 보다 낮은 회전수에서 운전되면 콤프레셔 내부의 윤활용 오일(oil)의 공급이 원할하지 못하므로 이를 방지하기 위하여 콤프레셔의 회전수가 40Hz에 상당하는 회전수 이하에서 40분 동안 운전되면 상기 비교/연산부(120)에서 이를 검출하여 콤프레셔를 정격회전수로 2분간 운전하게 하여 오일의 원할한 공급이 이루어질 수 있게 한다.In order to save energy, if the compressor is operated at a lower speed than the rated speed for a long time, the supply of lubricating oil inside the compressor is undesired. When it is operated for a minute, the comparison / operation unit 120 detects this and allows the compressor to be operated for 2 minutes at the rated speed so that a smooth supply of oil can be achieved.
또한, 쇼케이스의 열부하가 안정되어 저압측 흡입압력이 제어기준 압력의 범위 이내에 있을 경우, 콤프레셔의 흡입압력을 제어기준 압력보다 +0.2kgf/㎠ 높게하여 쇼케이스가 과냉각상태로 되지 않도록 제어한다.In addition, when the heat load of the showcase is stabilized so that the low pressure side suction pressure is within the range of the control reference pressure, the suction pressure of the compressor is + 0.2kgf / cm 2 higher than the control reference pressure to control the showcase from being overcooled.
상기와 같은 제어에 의하여, 열부하가 가벼운 경우에도 고압 가스와 저압 가스의 압력차이가 조절되어 불필요하게 저압측의 가스압력을 낮출 필요가 없어진다. 따라서, 경부하시에 불필요한 전력소비가 억제 되는 것은 물론 압력변동이 커짐에 따라 발생하는 증발기의 서리가 끼는 현상을 막을 수 있으므로 제품의 신선한 보관(전시)과 서리끼임 방지용 전기히터의 소모 전력 또한 줄일수 있으므로 부수적인 에너지 절감효가를 얻을 수 있다.By the above control, even when the heat load is light, the pressure difference between the high pressure gas and the low pressure gas is adjusted, so that it is unnecessary to lower the gas pressure on the low pressure side unnecessarily. Therefore, unnecessary power consumption can be suppressed at light loads and the frost of the evaporator caused by the pressure fluctuation can be prevented. Therefore, the power consumption of the electric heater for fresh storage (exhibition) and frost freezing can be reduced. Therefore, additional energy savings can be obtained.
여기서, 콤프레셔의 운전 회전수와 압력 및 소요동력의 관계는 다음과 같은 이론공식에 기인 하며, 아래의 관계에 의하여 에너지 절감이 가능하다.Here, the relationship between the operating speed of the compressor and the pressure and the required power is due to the following theoretical formula, energy saving is possible by the following relationship.
Q/Q0= N/N0N0: 정격 회전수Q / Q 0 = N / N 0 N 0 : rated speed
H/H0= (N/N0)² N : 운전 회전수H / H 0 = (N / N 0 ) ² N: Rotational speed
P/P0= (N/N0)³ Q0: NO회전시의 유량P / P 0 = (N / N 0 ) ³ Q 0 : N O Flow
H0: N0회전시의 양정,압력H 0 : Head lifting pressure at rotation of N 0
P = P0* (N/N0)³ P0: NO회전시의 축동력P = P 0 * (N / N 0 ) ³ P 0 : N O Axial force during rotation
Q : N 회전시의 유량Q: Flow rate at N rotation
도 3은 본 발명에 따른 쇼케이스의 온도제어 시스템 블록도이다.3 is a block diagram of a temperature control system of a showcase according to the present invention.
도시한 바와 같이 저압측 배관의 압력을 검출하여 아날로그 신호로 전송하는압력센서(10)와, 콤프레셔의 제어 기준압력 설정 및 가변전압 가변 주파수 전원장치의 운전 조건을 입력하고 운전상태를 제어하는 키패드(20)와, 콤프레셔의 운전 시퀀스 및 외부 기기의 운전상태 조건을 비교/연산부로 전달하는 시퀀스 인터페이스부(30)와, 저압측 압력센서의 피드백(Feedback)값과 제어기준 압력값 및 시퀀스 인터페이스부의 명령값을 토대로하여 에러 압력값을 계산하고, 또한 콤프레셔의 회전수를 감시하여 40Hz에 상당하는 회전수 이하로 40분 동안 운전되면 오일의 원할한 회전을 위하여 콤프레셔의 회전수를 정격속도로 2분간 운전 되도록 하며, 운전중에 흡입 압력이 제어기준압력 이내에 있고 쇼케이스의 열 부하가 안정된 상태로 있으면 콤프레셔의 흡입 압력을 제어기준 압력보다 +0.2kgf/㎠ 정도 높게하여 쇼케이스가 과냉각 상태로 되지않도록 하는 등의 운전조건을 연산하는 비교/연산부(120)와, 상기 비교/연산부(120)에서 연산한 결과값에 의하여 콤프레셔의 회전속도를 가변전압 가변주파수 전원으로 변환하는 가변전압 가변주파수 전원장치(40)와, 비교연산부의 연산결과에 따라 상용전원(기존의 운전방식) 또는 가변전압 가변주파수 전원장치(40)의 가변전원에 의하여 콤프레셔가 운전될지를 선택하는 전력공급 선택부(100)로 구성되어 있다.As illustrated, a pressure sensor 10 for detecting the pressure of the low-pressure side pipe and transmitting the analog signal, and a keypad for inputting the control reference pressure setting of the compressor and operating conditions of the variable voltage variable frequency power supply and controlling the operation state ( 20), the sequence interface unit 30 which transmits the operation sequence of the compressor and the operating state conditions of the external device to the comparison / operation unit, the feedback value of the low pressure side pressure sensor, the control reference pressure value, and the command of the sequence interface unit. Calculate the error pressure value based on the value, and monitor the compressor's rotation speed and operate it for 40 minutes at the rotation speed equivalent to 40Hz for 2 minutes at the rated speed for the smooth rotation of oil. If the suction pressure is within the control reference pressure during operation and the heat load of the showcase is stable, the suction pressure of the compressor is The comparison / operation unit 120 for calculating operating conditions such that the pressure is about +0.2 kgf / cm 2 higher than the control reference pressure so that the showcase does not become supercooled, and the result value calculated by the comparison / operation unit 120. The variable voltage variable frequency power supply 40 converts the rotational speed of the compressor into a variable voltage variable frequency power supply, and the commercial power supply (existing operation method) or the variable voltage variable frequency power supply 40 according to the calculation result of the comparison operation unit. It consists of a power supply selection unit 100 for selecting whether the compressor is operated by the variable power source of.
이상에서 설명한 바와 같이, 콤프레셔 저압측의 압력을 검출하여 열부하에 대응하는 최적제어를 하므로서 콤프레셔의 압축능력 최적화가 가능하므로 콤프레셔의 입력소비전력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 저압측 가스압력의 변동을 최소화 할 수 있으므로 냉각핀의 서리끼임 현상을 최소화 할 수 있어 냉방효율을 극대화할 수 있는 잇점이 있다.As described above, it is possible to optimize the compression capacity of the compressor by detecting the pressure on the low pressure side of the compressor and performing optimum control corresponding to the heat load, thereby reducing the input power consumption of the compressor and reducing the fluctuation of the gas pressure on the low pressure side. Since it can minimize the frost phenomena of the cooling fin can minimize the cooling efficiency.
또한, 서리끼임 현상의 최소화로 제상용 히터의 가동을 줄일 수 있으므로 쇼케이스에 진열되는 진열제품의 온도변화를 막을 수 있어 신선한 상태로 장기간 보관(진열)할 수 있는 잇점이 있다.In addition, since the operation of the defrosting heater can be reduced by minimizing the frost phenomena, it is possible to prevent the temperature change of the display products displayed on the showcase, which is advantageous in that it can be stored (displayed) for a long time in a fresh state.
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