KR101354474B1 - Chiller apparatus for working process equipment - Google Patents

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KR101354474B1 KR1020130143472A KR20130143472A KR101354474B1 KR 101354474 B1 KR101354474 B1 KR 101354474B1 KR 1020130143472 A KR1020130143472 A KR 1020130143472A KR 20130143472 A KR20130143472 A KR 20130143472A KR 101354474 B1 KR101354474 B1 KR 101354474B1
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Abstract

The present invention relates to a chiller device for a working process facility and, more specifically, a chiller device for a working process facility capable of efficiently and accurately controlling the temperature of a facility coolant circulating a working process facility by including a simple structure. The chiller device for a working process facility includes a first circulation line, a second circulation line, a hot gas supply line, a hot gas control valve, and a control unit.

Description

작업 공정설비용 칠러장치{Chiller apparatus for working process equipment}[0001] The present invention relates to a chiller apparatus for working process equipment,

본 발명은 작업 공정설비용 칠러장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 작업 공정용 설비를 순환하는 설비냉각재의 온도를 보다 효율적이고 정밀하게 제어할 수 있도록 한 작업 공정설비용 칠러장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chiller apparatus for a work process facility, and more particularly, to a chiller apparatus for a work process facility capable of more efficiently and precisely controlling the temperature of a facility coolant circulating through a work process facility will be.

일반적으로 칠러는 반도체 소자의 제조공정에서 안정적인 공정제어를 위한 온도 조절장치이다. 특히 칠러는 여러 공정 중 식각 및 노광 공정에서 주로 사용하는데 공정 중 과도한 열이 발생하는 전극판 및 챔버의 온도를 일정하게 유지시켜 줌으로써, 고온으로 인한 웨이퍼의 파손 및 생산성의 저하를 막아준다.Generally, chiller is a temperature control device for stable process control in semiconductor device manufacturing process. Especially, chiller is mainly used in etching and exposure process in various processes. It keeps the temperature of electrode plate and chamber which generates excessive heat during the process constant, thereby preventing damage to wafer due to high temperature and deterioration of productivity.

이러한 기능을 수행하는 칠러의 냉동사이클은 냉매 경로와 브라인 경로가 일부분에서 중첩되어 열 교환이 이루어진다. 여기서 브라인(brine)은 낮은 동결점을 가진 용액 또는 액체로 보통 에틸렌 글리콜 혼합물 또는 FC-3283 등의 불소계열 용액이 사용된다.The refrigerating cycle of the chiller performing this function is heat exchange by superimposing the refrigerant path and the brine path in a part. Here, brine is a solution or liquid having a low freezing point, usually a mixture of ethylene glycol or fluorine series such as FC-3283 is used.

도 1은 종래의 반도체 공정설비를 위한 칠러 장치의 일 예를 도시한 계통도이다. 도 1을 참조하면 종래의 반도체 공정설비를 위한 칠러장치(1000)는 작업 공정설비(600)에 제공되는 브라인이 순환되고, 일측에 브라인을 순환시키기 위한 별도의 펌프(101)가 마련된 제 1 순환라인(100), 압축기(201), 응축기(202), 전자식 팽창밸브(203) 및 증발기(204)와 상기 압축기(201) 간에 연결되고, 내부에 상기 증발기(204)에서 브라인과 열교환되는 냉매가 순환되는 제 2 순환라인(200), 일측에 핫가스 전자밸브(301)가 구비되고, 압축기(201) 출력단으로부터 증발기(204) 입력단으로 고온 고압의 냉매가스를 공급하는 핫가스 공급라인(300), 일측에 핫가스 공급제어밸브(501)가 구비되고, 압축기(201) 출력단으로부터 압축기(201) 입력단으로 고온 고압의 냉매가스를 공급하는 핫가스 공급제어라인(500) 및 일측에 냉매액 공급 제어밸브(401)가 구비되고, 응축기(202) 출력단으로부터 압축기(201) 입력단으로 저온 고압의 냉매액을 공급하는 냉매액 공급라인(400)을 포함하여 이루어진다.1 is a block diagram showing an example of a conventional chiller apparatus for semiconductor processing equipment. Referring to FIG. 1, a conventional chiller apparatus 1000 for semiconductor processing equipment includes a first circulation circulation circulating brine provided in a work process facility 600 and a separate pump 101 circulating a brine on one side, A refrigerant which is connected between the line 100, the compressor 201, the condenser 202, the electronic expansion valve 203 and the evaporator 204 and the compressor 201 and is heat-exchanged with the brine in the evaporator 204 A hot gas supply line 300 for supplying a high temperature and high pressure refrigerant gas from an output end of the compressor 201 to an input end of the evaporator 204, A hot gas supply control line 500 for supplying a high temperature and high pressure refrigerant gas from an output end of the compressor 201 to an input end of the compressor 201, A valve 401 is provided, and the condenser 202 output From comprises a refrigerant supply line 400 for supplying a refrigerant to the cold high pressure compressor 201, the input stage.

이러한 종래의 칠러장치(1000)는 브라인의 설정온도를 제어하기 위해 전자식 팽창밸브(203)의 개도 조절을 통해 증발기(204) 입력단으로 공급되는 저온 고압의 포화냉매의 공급량을 조절하고, 핫가스 전자밸브(301)의 개폐를 통해 압축기(201)의 출력단으로부터 증발기(204) 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스를 공급 또는 차단하여 브라인의 온도를 제어하는 방식이다.The conventional chiller apparatus 1000 controls the supply amount of the low-temperature high-pressure saturated refrigerant supplied to the input of the evaporator 204 through the adjustment of the opening degree of the electronic expansion valve 203 to control the set temperature of the brine, Temperature or high-pressure refrigerant gas supplied from an output end of the compressor 201 to an input end of the evaporator 204 through the opening and closing of the valve 301 to control the temperature of the brine.

그러나, 위와 같은 종래의 칠러 장치는 핫가스 공급라인(300)을 통해 압축기(201) 출력단으로부터 증발기(204) 입력단으로 고온 고압의 냉매가스의 공급 또는 차단하는 두가지 기능만을 하는 핫가스 전자밸브(301)의 개폐를 통해 브라인의 온도를 제어함으로써, 증발기(204) 입력단에 발생되는 순간적인 온도 헌팅으로 인해 전체적인 냉각 시스템의 불안정을 초래하여 브라인의 정밀한 온도제어가 어려울 뿐 아니라 증발기(204)를 통과하여 압축기(201) 입력단으로 재 공급되는 고온 저압의 냉매가스의 과도한 온도 상승으로 인해 압축기(201)에 온도 과부하가 발생되어 압축기(201)가 손상되는 문제점이 발생하게 된다.However, in the conventional chiller apparatus as described above, the hot gas solenoid valve 301 (hereinafter, referred to as " hot gas solenoid valve ") 301 which performs only two functions of supplying or blocking the high temperature / high pressure refrigerant gas from the output terminal of the compressor 201 to the input terminal of the evaporator 204 through the hot gas supply line 300 The instantaneous temperature hunting generated at the input of the evaporator 204 causes instability of the entire cooling system, so that it is difficult to precisely control the temperature of the brine, and the temperature of the brine passes through the evaporator 204 There is a problem that the compressor 201 is damaged due to a temperature overload in the compressor 201 due to an excessive temperature rise of the high temperature low pressure refrigerant gas re-supplied to the input of the compressor 201.

이러한 이유로 압축기(201)의 온도 과부하로 인한 파손을 방지하기 위해 압축기(201) 출력단으로부터 압축기 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 제어하는 핫가스 공급 제어밸브(501)가 구비된 핫가스 공급제어라인(500) 및 응축기(202) 출력단으로부터 압축기(201) 입력단으로 저온 고압의 냉매액의 공급량을 제어하는 냉매액 공급 제어밸브(401)를 구비된 냉매액 공급제어라인(400)과 같은 별도의 라인을 추가하여 압축기(201) 입력단의 온도를 제어하고 있다.For this reason, a hot gas supply control valve 501 for controlling the supply amount of the high-temperature high-pressure refrigerant gas supplied to the compressor input end from the compressor 201 output end to prevent the compressor 201 from being damaged due to temperature overload, And a refrigerant liquid supply control line 401 having a refrigerant liquid supply control valve 401 for controlling the supply amount of the low temperature and high pressure refrigerant liquid from the supply control line 500 and the output of the condenser 202 to the input of the compressor 201 A separate line is added to control the temperature of the input of the compressor 201.

이로 인해 장치의 구조가 복잡하고 조작이 불편할 뿐 아니라 그에 따른 제반 비용이 상승하는 문제점을 내재하고 있다.As a result, the structure of the apparatus is complicated, operation is inconvenient, and the cost of the apparatus is increased.

한국등록특허 0754842호Korea Patent No. 0754842

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 압축기 출력단으로부터 증발기 입력단으로 고온 고압의 냉매가스를 공급하는 핫가스 공급라인의 일측에 설치된 개도 가변식 핫가스 제어밸브와 전자식 팽창밸브의 상호 간의 역방향으로의 개도 조절을 통해 전자식 팽창밸브로부터 증발기 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액의 공급량 및 압축기 출력단으로부터 증발기 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 점진적으로 조절하여 전체적인 냉매 순환라인에 온도 헌팅을 방지한 작업 공정 설비용 칠러장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the opening degree of a hot gas supply line for supplying a refrigerant gas of high temperature and high pressure from a compressor output end to an evaporator input end, Pressure refrigerant liquid supplied from the electronic expansion valve to the evaporator input end and the supply amount of the high-temperature high-pressure refrigerant gas supplied to the evaporator input end from the compressor output end are gradually adjusted to the entire refrigerant circulation line And to provide a chiller apparatus for a work process facility that prevents temperature hunting.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 작업 공정설비를 통과하고, 내부에 설비 냉각재가 순환하는 제 1 순환라인 및 상기 제 1 순환라인의 설비 냉각재와 열교환이 이루어지는 증발기, 상기 증발기를 통과한 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기를 통과한 냉매를 응축하는 응축기 및 상기 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 전자식 팽창밸브와 상기 증발기 간을 연결하고, 내부에 냉매가 순환하는 제 2 순환라인 및 상기 압축기 출력단과 상기 증발기 입력단 간에 연결되고, 상기 압축기 출력단의 고온 고압의 냉매가스를 상기 증발기 입력단으로 공급하는 핫가스 공급라인 및 상기 핫가스 공급라인의 일측에 설치되고, 상기 압축기 출력단으로부터 상기 증발기 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 조절하는 개도 가변식 핫가스 제어밸브 및 상기 전자식 팽창밸브 및 상기 개도 가변식 핫가스 제어밸브의 개도량을 조절하는 제어부를 포함하되, 상기 설비 냉각재를 미리 설정된 기준온도로 제어하는 경우, 상기 제어부는 상기 설비 냉각재의 온도정보에 기초하여 상기 설비 냉각재의 온도가 상기 기준온도를 벗어난다고 판단되면, 상기 증발기 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액의 공급량을 점진적으로 조절하는 전자식 팽창밸브와 상기 압축기 출력단으로부터 상기 증발기 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 점진적으로 조절하는 개도 가변식 핫가스 제어밸브 상호 간의 역방향으로의 점진적인 개도량 조절을 통해 상기 설비 냉각재의 온도를 상기 기준온도로 유지시키는 것을 특징으로 하는 작업 공정설비용 칠러장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a refrigeration system comprising: a first circulation line passing through a work process facility and having a facility coolant circulated therein; an evaporator through which heat is exchanged with a facility coolant of the first circulation line; A condenser for condensing the refrigerant passed through the compressor, a second circulation line for connecting the evaporator with the electronic expansion valve for expanding the refrigerant passing through the condenser, the second circulation line for circulating the refrigerant in the evaporator, A hot gas supply line connected between an inlet of the evaporator and the hot gas supply line for supplying a high temperature and high pressure refrigerant gas at an output end of the compressor to the evaporator input end and a hot gas supply line provided at one side of the hot gas supply line, Variable open-circuit heating valve for regulating the supply amount of high-temperature and high-pressure refrigerant gas And a controller for controlling the amount of opening of the control valve, the electronic expansion valve, and the opening variable-type hot gas control valve. When the facility coolant is controlled to a preset reference temperature, Pressure refrigerant liquid to be supplied to the evaporator input end, and a high-temperature low-temperature low-pressure refrigerant supply unit that supplies the high-temperature low-pressure refrigerant to the evaporator input end, Characterized in that the temperature of the facility coolant is maintained at the reference temperature by gradually adjusting opening amount in the opposite direction between the openable and variable hot gas control valves for gradually controlling the supply amount of the high-pressure refrigerant gas. Device is provided.

또한, 상기 응축기 출력단과 상기 압축기의 인젝션포트 간에 연결되고, 상기 응축기 출력단의 저온 고압의 냉매액을 상기 압축기의 인젝션포트로 공급하는 냉매액 공급라인 및 상기 냉매액 공급라인 일측에 설치되고, 상기 응축기 출력단으로부터 상기 압축기의 인젝션포트로 공급되는 저온 고압의 냉매액의 공급량을 제어하는 인젝션 제어밸브를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 압축기 입력단의 온도정보에 기초하여 상기 압축기 입력단의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승했다고 판단되면, 상기 응축기 출력단으로부터 상기 압축기의 인젝션포트로 저온 고압의 냉매액의 공급량을 점진적으로 조절하는 상기 인젝션 제어밸브의 개도량 조절을 통해 상기 압축기 입력단의 온도를 미리 설정된 온도 이하로 유지하는 것이 바람직하다.A refrigerant liquid supply line connected between the condenser output end and an injection port of the compressor and supplying a low temperature and high pressure refrigerant liquid at an output end of the condenser to an injection port of the compressor; And an injection control valve for controlling a supply amount of the low-temperature high-pressure refrigerant supplied from the output end to the injection port of the compressor, wherein the controller controls the temperature of the compressor input end based on the temperature information of the compressor input end, The temperature of the compressor input end is maintained at a predetermined temperature or lower by adjusting the opening amount of the injection control valve for gradually adjusting the supply amount of the low temperature and high pressure refrigerant liquid from the condenser output end to the injection port of the compressor .

또한, 상기 설비 냉각재의 온도는 상기 설비 냉각재가 상기 작업 공절설비로 공급되는 공급온도, 상기 설비 냉각재가 상기 작업 공정설비로부터 배출되는 배출온도 중 적어도 어느 하나인 것이 보다 바람직하다.It is more preferable that the temperature of the facility coolant is at least one of a supply temperature at which the facility coolant is supplied to the work disconnection facility and a discharge temperature at which the facility coolant is discharged from the work process facility.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 개도 가변식 핫가스 제어밸브와 전자식 팽창밸브 상호 간의 역방향으로의 개도량 조절을 통해 전자식 팽창밸브로부터 증발기 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액의 공급량 및 압축기 출력단으로부터 증발기 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 점진적으로 조절하여 전체적인 냉매 순환라인에 온도 헌팅이 발생되지 않아 설비 냉각재의 온도를 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.According to the present invention, the supply amount of the low-temperature and low-pressure refrigerant liquid supplied from the electronic expansion valve to the evaporator input end and the amount of the refrigerant supplied from the compressor output end through the opening amount of the evaporator The supply amount of the high-temperature high-pressure refrigerant gas supplied to the input end is gradually adjusted so that the temperature hunting does not occur in the entire refrigerant circulation line, and the temperature of the facility coolant can be controlled more precisely.

또한, 간단한 구성으로 인해 조작의 용이하여 보다 효율적인 제어가 가능하며, 장치의 구조가 간단하여 이에 따른 제작비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, because of the simple structure, it is possible to perform more efficient control by facilitating the operation, and the structure of the device is simple, thereby reducing manufacturing costs.

도 1은 종래의 반도체 공정설비를 위한 칠러 장치의 일 예를 도시한 계통도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 공정설비용 칠러장치를 도시한 계통도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 작업 공정설비용 칠러장치를 도시한 계통도이다.1 is a block diagram showing an example of a conventional chiller apparatus for semiconductor processing equipment.
2 is a schematic diagram illustrating a chiller apparatus for a work process facility according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a chiller apparatus for a work process facility according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be noted that like elements in the drawings are represented by the same reference numerals as possible. In the following description, well-known functions or constructions that may unnecessarily obscure the gist of the invention will not be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 공정설비용 칠러장치를 도시한 계통도이다.2 is a schematic diagram illustrating a chiller apparatus for a work process facility according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 작업 공정설비용 칠러장치(1)는 제 1 순환라인(10), 제 2 순환라인(20), 핫가스 공급라인(30), 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31), 및 제어부(50)를 포함하여 이루어진다.2, the chiller apparatus 1 according to the present invention includes a first circulation line 10, a second circulation line 20, a hot gas supply line 30, an openable variable hot gas control A valve 31, and a control unit 50.

제 1 순환라인(10)은 반도체를 제조하기 위한 작업 공정설비(60)를 통과하도록 설치되고, 내부에 설비 냉각재가 순환되는 구조로 이루어지며, 일측에 설비 냉각재를 순환시키기 위한 별도의 순환펌프(11)가 마련된다.The first circulation line 10 is installed so as to pass through a work process facility 60 for manufacturing semiconductors and has a structure in which a facility coolant is circulated therein and a separate circulation pump 11 are provided.

여기서, 설비 냉각재는 낮은 동결점을 가지며, 감열을 통해 열을 전달하는 브라인이 사용되며, 후술하는 제 2 순환라인(20)의 증발기(24)에서 열교환되어 작업 공정설비(60)의 온도를 미리 설정된 온도로 유지시키는 역할을 한다.Here, the facility coolant has a low freezing point, a brine for transferring heat through the heat is used, and heat is exchanged in the evaporator 24 of the second circulation line 20 to be described later, And maintains the set temperature.

그리고, 설비 냉각재가 작업 공정설비(60)로 공급되는 제 1 순환라인(10)의 일측에는 제 1 온도센서(12)가 설치된다.A first temperature sensor 12 is installed on one side of the first circulation line 10 to which the facility coolant is supplied to the work process facility 60.

여기서, 제 1 온도센서(12)는 설비 냉각재가 작업 공정설비(60)로부터 배출되는 제 1 순환라인(10)일측에 설치될 수 도 있다.Here, the first temperature sensor 12 may be installed at one side of the first circulation line 10 from which the facility coolant is discharged from the work process facility 60.

이러한 제 1 온도센서(12)는 설비 냉각재의 온도를 측정하여 측정된 온도정보를 후술하는 제어부(50)로 전송하는 역할을 한다.The first temperature sensor 12 measures the temperature of the facility coolant and transmits the measured temperature information to the control unit 50, which will be described later.

제 2 순환라인(20)은 제 1 순환라인(10)의 설비 냉각재와 열교환이 이루어지는 증발기(24), 상기 증발기(24)를 통과한 냉매를 압축하는 압축기(21), 상기 압축기(21)를 통과한 냉매를 응축하는 응축기(22) 및 상기 응축기(22)를 통과한 냉매를 팽창시키는 전자식 팽창밸브(23) 및 상기 증발기(24) 간을 연결하고, 내부에 냉매가 순환되는 구조로 이루어진다.The second circulation line 20 includes an evaporator 24 for exchanging heat with the facility coolant of the first circulation line 10, a compressor 21 for compressing the refrigerant passing through the evaporator 24, A condenser 22 for condensing the refrigerant passed through the condenser 22, an electronic expansion valve 23 for expanding the refrigerant passed through the condenser 22, and the evaporator 24, and the refrigerant is circulated in the condenser 22.

여기서, 제 2 순환라인(20)을 순환하는 냉매의 순환사이클을 살펴보면, 증발기(24)에서 제 1 순환라인(10)의 설비 냉각재와의 열교환을 통해 증발된 저온 저압의 냉매가스는 압축기(21)로 유입되어 고온 고압의 냉매가스로 변환된다.The circulation cycle of the refrigerant circulating through the second circulation line 20 is such that the low temperature low pressure refrigerant gas evaporated through the heat exchange with the facility coolant of the first circulation line 10 in the evaporator 24 is supplied to the compressor 21 And is converted into a high-temperature and high-pressure refrigerant gas.

그리고, 압축기(21)를 나온 고온 고압의 냉매가스는 응축기(22)를 통해 응축되어 저온 고압의 냉매액으로 상태변환되고, 응축기(22)를 나온 저온 고압의 냉매액은 전자식 팽창밸브(23)를 통해 팽창되어 저온 저압의 포화냉매 상태로 변하여 증발기(24)에서 제 1 순환라인(10)의 설비 냉각재와 열교환 후 증발되어 저온 저압의 냉매가스로 상태 변환되어 압축기(21)로 재유입되는 일련의 과정을 반복하게 된다.The high-temperature high-pressure refrigerant liquid discharged from the compressor 21 is condensed through the condenser 22 to be converted into a low-temperature high-pressure refrigerant liquid. The low-temperature high-pressure refrigerant liquid discharged from the condenser 22 flows through the electromagnetic expansion valve 23, Temperature and low-pressure saturated refrigerant, is evaporated in the evaporator 24, exchanged with the equipment coolant in the first circulation line 10, evaporated and then converted into low-temperature low-pressure refrigerant gas, and then returned to the compressor 21 .

여기서, 전자식 팽창밸브(23)는 스텝모터의 구동방식으로 0 내지 N 단계로 개도가 변환되는 밸브로서 후술하는 제어부(50)를 통해 증발기(24) 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액의 공급량을 조절하는 역할을 한다.Here, the electronic expansion valve 23 is a valve through which the opening degree is changed from 0 to N in a driving method of a stepping motor, and the supply amount of the low-temperature low-pressure refrigerant liquid supplied to the input of the evaporator 24 through the control unit 50 .

핫가스 공급라인(30)은 압축기(21) 출력단과 증발기(24) 입력단 간에 연결되고, 압축기(21) 출력단의 고온 고압의 냉매가스가 증발기(24) 입력단으로 공급되는 경로를 제공한다.The hot gas supply line 30 is connected between the output of the compressor 21 and the input of the evaporator 24 and provides a path through which the high temperature and high pressure refrigerant gas at the output of the compressor 21 is supplied to the input of the evaporator 24.

개도 가변식 핫가스 제어밸브(31)는 핫가스 공급라인(30)의 일측에 설치되고, 스텝모터의 구동방식으로 0 내지 N 단계로 개도가 변환되는 밸브로서 후술하는 제어부(50)를 통해 압축기(21) 출력단으로부터 증발기(24) 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 조절하는 역할을 한다.The opening degree variable type hot gas control valve 31 is provided at one side of the hot gas supply line 30 and is a valve through which the degree of opening is changed from 0 to N by a driving method of a step motor, Temperature and high-pressure refrigerant gas supplied from an output end of the evaporator (21) to an input end of the evaporator (24).

그리고, 제 2 순환라인(20)의 압축기(21) 입력단에는 제 2 온도센서(25)가 설치된다.A second temperature sensor 25 is installed at the input end of the compressor 21 of the second circulation line 20.

이러한 제 2 온도센서(25)는 압축기 입력단의 냉매의 온도를 측정하여 측정된 냉매의 온도정보를 후술하는 제어부(50)로 전송하는 역할을 한다.The second temperature sensor 25 measures the temperature of the refrigerant at the input of the compressor and transmits the measured temperature information of the refrigerant to the controller 50, which will be described later.

제어부(50)는 제 1 온도센서(12)로부터 측정된 설비 냉각재의 온도정보를 전송받아 제 2 순환라인(20)의 전자식 팽창밸브(23) 및 핫가스 공급라인(30)의 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31) 상호 간의 역방향으로의 점진적인 개도량 조절을 통해 제 2 순환라인(20)의 증발기(24) 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액과 핫가스 공급라인(30)을 통해 압축기(21) 출력단으로부터 증발기(24) 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 점진적으로 조절하여 제 1 순환라인(10)을 순환하는 설비 냉각재의 온도를 미리 설정된 기준온도로 제어하는 역할을 한다.The control unit 50 receives the temperature information of the facility coolant measured from the first temperature sensor 12 and receives the temperature information of the facility expansion valve 23 and the hot gas supply line 30 of the second circulation line 20, Pressure gas refrigerant supplied to the inlet of the evaporator 24 of the second circulation line 20 and the hot gas supply line 30 through the gradually regulating opening amount between the gas control valves 31, Pressure refrigerant gas supplied from an output end of the evaporator 24 to an input end of the evaporator 24 gradually to control the temperature of the equipment coolant circulating through the first circulation line 10 to a preset reference temperature.

위와 같은 본 발명의 칠러장치는 작업 공정설비(60)를 통과하도록 설치된 제 1 순환라인(10)을 순환하는 설비냉각재가 제 2 순환라인(20)을 순환하는 냉매와 증발기(24)에서 열교환됨으로써, 작업 공정설비(60)에 작업 공정의 종류에 따른 다양한 온도 조건을 제공하게 된다.In the chiller apparatus of the present invention as described above, the equipment coolant circulating through the first circulation line 10 installed to pass through the work process facility 60 is heat-exchanged with the refrigerant circulating through the second circulation line 20 and the evaporator 24 , And various temperature conditions depending on the type of the work process are provided to the work process facility (60).

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러장치의 동작을 설명하면, 작업자는 작업 공정의 종류에 적합하도록 제 1 순환라인(10)을 순환하는 설비 냉각재의 기준온도를 설정하게 된다.The operation of the chiller according to one embodiment of the present invention will now be described. The operator sets the reference temperature of the equipment coolant circulating through the first circulation line 10 to match the type of work process.

먼저, 설비 냉각재의 기준온도를 미리 설정된 저온으로 제어하는 경우, 제어부(50)는 제 1 온도센서(12)로부터 전송받은 설비 냉각재의 온도정보와 설정된 기준온도를 비교하여 설비 냉각재의 온도가 기준온도보다 높다고 판단하게 되면, 핫가스 공급라인의 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31)의 개도를 점진적으로 차폐하여 핫가스 공급라인(30)을 통해 증발기(24) 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 감소시킴과 동시에 제 2 순환라인(20)의 전자식 팽창밸브(23)의 개도를 점진적으로 개방하여 증발기(24) 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액의 공급량을 증가시켜 설비 냉각재의 온도를 설정된 기준온도로 하강시키게 된다.First, when the reference temperature of the facility coolant is controlled to a predetermined low temperature, the controller 50 compares the temperature information of the facility coolant received from the first temperature sensor 12 with the set reference temperature, Pressure refrigerant gas supplied to the input of the evaporator 24 through the hot gas supply line 30 by progressively shielding the opening degree of the variable-temperature hot gas control valve 31 of the opening degree of the hot gas supply line, And at the same time the opening degree of the electronic expansion valve 23 of the second circulation line 20 is gradually opened to increase the supply amount of the low temperature low pressure refrigerant supplied to the input of the evaporator 24, To the set reference temperature.

그리고 설비 냉각재가 설정된 기준온도에 도달하게 되면 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31) 및 전자식 팽창밸브(23)의 개도 변화량을 최소화하여 설비 냉각재의 온도를 미리 설정된 온도로 유지시키게 된다.When the facility coolant reaches the set reference temperature, the amount of change in opening degree of the opening variable-temperature hot gas control valve 31 and the electronic expansion valve 23 is minimized to maintain the temperature of the facility coolant at a predetermined temperature.

다음으로, 설비 냉각재의 기준온도를 미리 설정된 고온으로 제어하는 경우, 제어부(50)는 제 1 온도센서(12)로부터 전송받은 설비 냉각재의 온도정보와 기준온도를 비교하여 설비 냉각재의 온도가 기준온도보다 낮다고 판단하게 되면, 핫가스 공급라인(30)의 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31)의 개도를 점진적으로 개방하여 핫가스 공급라인(30)을 통해 증발기(24) 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 증가시킴과 동시에 제 2 순환라인(20)의 전자식 팽창밸브(23)의 개도를 점진적으로 차폐하여 증발기(24) 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액의 공급량을 감소시켜 설비 냉각재의 온도를 설정된 기준온도로 상승시키게 된다.Next, when the reference temperature of the facility coolant is controlled to a predetermined high temperature, the controller 50 compares the temperature information of the facility coolant received from the first temperature sensor 12 with the reference temperature, The temperature of the hot gas supply line 30 is gradually increased to gradually increase the opening degree of the hot gas control valve 31 of the hot gas supply line 30 so that the high temperature high pressure And the supply amount of the low-temperature low-pressure refrigerant supplied to the input of the evaporator 24 is reduced by gradually closing the opening of the electronic expansion valve 23 of the second circulation line 20, The temperature of the coolant is raised to the set reference temperature.

그리고, 설비 냉각재의 온도가 설정된 기준온도에 도달하게 되면 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31) 및 전자식 팽창밸브(23)의 개도 변화량을 최소화하여 설비 냉각재의 온도를 미리 설정된 온도로 유지시키게 된다.When the temperature of the facility coolant reaches the set reference temperature, the amount of change in opening degree of the opening variable-temperature hot gas control valve 31 and the electronic expansion valve 23 is minimized to maintain the temperature of the facility coolant at a predetermined temperature.

위와 같이, 본 발명의 칠러장치는 제 2 순환라인(20)의 전자식 팽창밸브(23)와 핫가스 공급라인(30)의 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31) 상호 간의 개도를 점진적으로 개방 또는 차폐하여 전자식 팽창밸브(23)로부터 증발기(24) 입력단으로 공급되는 저온 저압의 냉매액과 압축기(21) 출력단으로부터 증발기(24) 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 점진적으로 조절하여 설비 냉각재의 온도를 설정된 기준온도로 정밀하게 제어함으로 인해 설비 냉각재의 기준온도를 고온으로 제어하는 경우에도 증발기(24)를 통과하여 압축기(21) 입력단으로 공급되는 고온 저압의 냉매가스로 인해 압축기(21)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 과열되는 문제가 발생되지 않아 온도 과부하로 인해 압축기(21)가 파손되는 문제가 발생되지 않게 된다.As described above, the chiller apparatus of the present invention gradually opens or closes the opening between the electronic expansion valve 23 of the second circulation line 20 and the openable variable gas control valve 31 of the hot gas supply line 30 Pressure refrigerant gas supplied from an electronic expansion valve 23 to the input of the evaporator 24 and a high-temperature and high-pressure refrigerant gas supplied from an output end of the compressor 21 to the input of the evaporator 24, Even when the reference temperature of the facility coolant is controlled to a high temperature by precisely controlling the temperature of the coolant to a set reference temperature, the high temperature low-pressure refrigerant gas, which is supplied to the input of the compressor 21 through the evaporator 24, Is prevented from being overheated at a temperature higher than a preset temperature, so that there is no problem that the compressor 21 is damaged due to a temperature overload.

또한, 제 2 순환라인(20)의 핫가스 공급라인(30)을 통해 압축기(21) 출력단으로부터 증발기(24) 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 개도 가변식 핫가스 제어밸브(31)의 개도량 조절을 통해 점진적으로 증가 또는 감소시킴으로써, 제 2 순환라인(20)에 급격한 온도 변화가 발생되는 것을 방지하여 보다 안정적인 운전이 가능할 뿐 아니라 설비 냉각재가 요구하는 다양한 온도 대역에 따른 제어를 보다 안정적이고 정밀하게 제어할 수 있게 된다.The supply amount of the high temperature and high pressure refrigerant gas supplied from the output end of the compressor 21 to the input end of the evaporator 24 through the hot gas supply line 30 of the second circulation line 20 is supplied to the openable variable hot gas control valve 31 The temperature of the second circulation line 20 is prevented from being changed to a more stable operation, and the control according to various temperature ranges required by the equipment coolant is performed. And more stable and precise control can be achieved.

그리고, 간단한 구성으로 인해 장치의 구조가 간소화되어 조작이 보다 용이하고 이에 따른 제작 비용 또한 절감할 수 있게 된다.Moreover, the structure of the device is simplified due to the simple structure, so that the operation is easier and the manufacturing cost can be reduced accordingly.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 작업 공정설비용 칠러장치를 도시한 계통도이다.3 is a block diagram illustrating a chiller apparatus for a work process facility according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 작업 공정설비용 칠러장치(1)는 냉매액 공급라인(40) 및 인젝션 제어밸브(41)를 더 포함하여 구성되며, 본 발명의 일 실시예와 중복되는 구성요소의 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 3, the chiller apparatus 1 for a work process facility according to another embodiment of the present invention further includes a refrigerant liquid supply line 40 and an injection control valve 41, Descriptions of the elements overlapping with the example will be omitted.

냉매액 공급라인(40)은 제 2 순환라인(20)의 응축기(22) 출력단과 압축기(21)의 인젝션포트 간에 연결되고, 응축기(22) 출력단의 저온 고압의 냉매액이 압축기(21)의 인젝션포트로 공급되는 경로를 제공한다.The refrigerant liquid supply line 40 is connected between the output port of the condenser 22 of the second circulation line 20 and the injection port of the compressor 21 and the low temperature and high pressure refrigerant liquid at the output end of the condenser 22 flows into the compressor 21 And provides a path to the injection port.

인젝션 제어밸브(41)는 냉매액 공급라인(40) 일측에 설치되고, 스텝모터의 구동방식으로 0 내지 N 단계로 개도가 변환되는 밸브로서 후술하는 제어부(50)를 통해 응축기(22) 출력단으로부터 압축기(21)의 인젝션포트로 공급되는 저온 고압의 냉매액의 공급량을 조절하는 역할을 한다.The injection control valve 41 is provided at one side of the refrigerant liquid supply line 40 and is a valve through which the degree of opening is changed from 0 to N by the drive method of the step motor and is connected to the output port of the condenser 22 through a control unit 50 Pressure refrigerant supplied to the injection port of the compressor (21).

그리고, 제 2 순환라인(20)의 압축기(21) 입력단에는 제 2 온도센서(25)가 설치되어 압축기(21) 입력단의 냉매의 측정된 온도정보를 제어부(50)로 전송하는 역할을 한다.A second temperature sensor 25 is provided at the input end of the compressor 21 of the second circulation line 20 to transmit the measured temperature information of the refrigerant at the input of the compressor 21 to the controller 50.

또한, 제어부(50)는 인젝션 제어밸브(41)의 개도량을 조절하여 응축기(22) 출력단으로부터 압축기(21) 입력단으로 공급되는 저온 고압의 냉매액의 공급량을 조절하는 역할을 한다.The control unit 50 adjusts the opening amount of the injection control valve 41 to adjust the supply amount of the low temperature and high pressure refrigerant supplied from the output end of the condenser 22 to the input end of the compressor 21.

위와 같이, 인젝션 제어밸브(41)가 구비된 냉매액 공급라인(40)을 추가로 구성하는 이유는 설비 냉각재의 기준온도를 고온으로 제어하는 경우, 증발기(24) 출력단으로부터 압축기(21) 입력단으로 공급되는 고온 저압의 냉매가스로 인해 압축기(21)에 온도 과부하가 발생되어 압축기(21)가 파손되는 것을 방지하기 위함이다.The reason why the refrigerant liquid supply line 40 provided with the injection control valve 41 is further constructed as described above is that when the reference temperature of the facility coolant is controlled to a high temperature, the refrigerant is supplied from the output terminal of the evaporator 24 to the input terminal of the compressor 21 Temperature high-pressure refrigerant gas is supplied to the compressor (21) to prevent the compressor (21) from being damaged.

본 발명의 다른 실시예에 따른 작업 공정설비용 칠러장치(1)의 동작을 살펴보면, 제어부(50)는 제 2 온도센서(25)로부터 전송받은 압축기(21) 입력단의 온도정보와 미리 설정된 압축기(21) 입력단의 온도를 비교하여 압축기(21) 입력단의 온도정보가 미리 설정된 온도 보다 높다고 판단되면, 인젝션 제어밸브(41)의 개도를 점진적으로 개방하여 냉매액 공급라인(40)을 통해 응축기(22) 출력단으로부터 압축기(21)의 인젝션포트로 공급되는 저온 고압의 냉매액의 공급량을 점진적으로 증가시켜 압축기(21)의 온도를 미리 설정된 온도 이하로 하강시키게 된다.The control unit 50 compares the temperature information of the input end of the compressor 21 received from the second temperature sensor 25 with the preset temperature information of the compressor The controller 20 gradually opens the opening of the injection control valve 41 and opens the condenser 22 through the refrigerant liquid supply line 40. When the temperature of the inlet of the compressor 21 is higher than the preset temperature, Temperature compressor 21 to the injection port of the compressor 21 by gradually increasing the supply amount of the low-temperature high-pressure refrigerant supplied from the output end of the compressor 21 to the injection port of the compressor 21,

또한, 제어부(50)는 제 2 온도센서(25)로부터 전송받은 압축기(21) 입력단의 온도정보가 미리 설정된 압축기(21) 입력단의 온도 이하로 하강하게 되면, 인젝션 제어밸브(41)의 개도를 점진적으로 차폐하여 냉매액 공급라인(40)을 통해 응축기(22) 출력단으로부터 압축기(21)의 인젝션포트로 공급되는 저온 저압의 냉매액의 공급량을 점진적으로 감소시켜 차단하게 된다.When the temperature information of the input end of the compressor 21 transmitted from the second temperature sensor 25 is lowered to a temperature equal to or lower than the preset input temperature of the compressor 21, the control unit 50 controls the opening degree of the injection control valve 41 Pressure refrigerant liquid supplied from the output end of the condenser 22 to the injection port of the compressor 21 through the refrigerant liquid supply line 40 is progressively reduced to be blocked.

비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. It is, therefore, to be understood that the appended claims will include all such modifications and changes as fall within the true spirit of the invention.

1 : 작업 공정설비용 칠러장치 10 : 제 1 순환라인
11 : 순환펌프 12 : 제 1 온도센서
20 : 제 2 순환라인 21 : 압축기
22 : 층축기 23 : 전자식 팽창밸브
24 : 증발기 25 : 제 2 온도센서
30 : 핫가스 공급라인 31 : 개도 가변식 핫가스 제어밸브
40 : 냉매액 공급라인 41 : 인젝션 제어밸브
50 : 제어부 60 : 작업 공정설비1: chiller device for working process equipment 10: first circulation line
11: circulation pump 12: first temperature sensor
20: second circulation line 21: compressor
22: Floor condenser 23: Electronic expansion valve
24: evaporator 25: second temperature sensor
30: hot gas supply line 31: variable opening type hot gas control valve
40: Refrigerant liquid supply line 41: Injection control valve
50: control unit 60: work process equipment

Claims (3)

작업 공정설비를 통과하고, 내부에 설비 냉각재가 순환하는 제 1 순환라인;
상기 제 1 순환라인의 설비 냉각재와 열교환이 이루어지는 증발기, 상기 증발기를 통과한 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기를 통과한 냉매를 응축하는 응축기 및 상기 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 전자식 팽창밸브와 상기 증발기 간을 연결하고, 내부에 냉매가 순환하는 제 2 순환라인;
상기 압축기 출력단과 상기 증발기 입력단 간에 연결되고, 상기 압축기 출력단의 고온 고압의 냉매가스를 상기 증발기 입력단으로 공급하는 핫가스 공급라인;
상기 핫가스 공급라인의 일측에 설치되고, 상기 압축기 출력단으로부터 상기 증발기 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 점진적으로 조절하는 개도 가변식 핫가스 제어밸브; 및
상기 전자식 팽창밸브 및 상기 개도 가변식 핫가스 제어밸브의 개도량을 조절하는 제어부를 포함하되,
상기 설비 냉각재를 미리 설정된 기준온도로 제어하는 경우,
상기 제어부는 상기 설비 냉각재의 온도정보에 기초하여 상기 설비 냉각재의 온도가 상기 기준온도를 벗어난다고 판단되면,
상기 증발기 입력단으로 공급되는 저온 고압의 냉매액의 공급량을 점진적으로조절하는 전자식 팽창밸브와 상기 압축기 출력단으로부터 상기 증발기 입력단으로 공급되는 고온 고압의 냉매가스의 공급량을 점진적으로 조절하는 개도 가변식 핫가스 제어밸브 상호 역방향으로의 점진적인 개도량 조절을 통해 상기 설비 냉각재의 온도를 상기 기준온도로 유지시키는 것을 특징으로 하는 작업 공정설비용 칠러장치.
A first circulation line passing through the work process facility and circulating the facility coolant inside;
A condenser for condensing the refrigerant that has passed through the compressor, and an electronic expansion valve for expanding the refrigerant passed through the condenser, and an expansion valve for expanding the refrigerant passing through the condenser, A second circulation line connecting the evaporators and circulating the refrigerant therein;
A hot gas supply line connected between the compressor output and the evaporator input and supplying a high temperature and high pressure refrigerant gas at the compressor output to the evaporator input;
A variable opening type hot gas control valve installed at one side of the hot gas supply line for gradually adjusting the supply amount of the high temperature and high pressure refrigerant gas supplied from the compressor output end to the evaporator input end; And
And a control unit for controlling opening amounts of the electronic expansion valve and the opening variable-type hot gas control valve,
When the facility coolant is controlled to a preset reference temperature,
Wherein the control unit determines that the temperature of the facility coolant is out of the reference temperature based on the temperature information of the facility coolant,
An electronic expansion valve for gradually adjusting the supply amount of the low temperature high pressure refrigerant supplied to the evaporator input end and an opening variable variable hot gas control for gradually controlling the supply amount of the high temperature high pressure refrigerant gas supplied from the compressor output end to the evaporator input end Wherein the temperature of the facility coolant is maintained at the reference temperature by gradually increasing the amount of opening to the opposite direction of the valve.
제 1 항에 있어서,
상기 응축기 출력단과 상기 압축기의 인젝션포트 간에 연결되고, 상기 응축기 출력단의 고압의 냉매액을 상기 압축기의 인젝션포트로 공급하는 냉매액 공급라인;
상기 냉매액 공급라인 일측에 설치되고, 상기 응축기 출력단으로부터 상기 압축기의 인젝션포트로 공급되는 저온 고압의 냉매액의 공급량을 제어하는 인젝션 제어밸브를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 압축기 입력단의 온도정보에 기초하여 상기 압축기 입력단의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승했다고 판단되면,
상기 응축기 출력단으로부터 상기 압축기의 인젝션포트로 저온 고압의 냉매액의 공급량을 점진적으로 조절하는 상기 인젝션 제어밸브의 개도량 조절을 통해 상기 압축기 입력단의 온도를 미리 설정된 온도 이하로 유지시키는 것을 특징으로 하는 작업 공정설비용 칠러장치.
The method according to claim 1,
A refrigerant liquid supply line connected between the condenser output end and an injection port of the compressor, for supplying a high-pressure refrigerant liquid at the condenser output end to an injection port of the compressor;
And an injection control valve provided at one side of the refrigerant liquid supply line for controlling the supply amount of the low temperature and high pressure refrigerant liquid supplied from the condenser output end to the injection port of the compressor,
Wherein the controller determines that the temperature of the compressor input terminal has risen to a predetermined temperature or higher based on the temperature information of the compressor input terminal,
Wherein a temperature of the compressor input end is maintained at a predetermined temperature or lower by adjusting an opening amount of the injection control valve for gradually adjusting the supply amount of the low temperature and high pressure refrigerant liquid from the condenser output end to the injection port of the compressor. Chiller unit for process facilities.
제 1 항에 있어서,
상기 설비 냉각재의 온도는 상기 설비 냉각재가 상기 작업 공절설비로 공급되는 공급온도, 상기 설비 냉각재가 상기 작업 공정설비로부터 배출되는 배출온도 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 작업 공정설비용 칠러장치.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the facility coolant is at least one of a supply temperature at which the facility coolant is supplied to the operation and disconnection facility and a discharge temperature at which the facility coolant is discharged from the work process facility.
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