KR101456878B1 - Control Method of Performance Test System for Heat Pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프를 가동하는 단계(S110)와, 제1 항온조에 저장된 제1 항온유체를 제1 순환배관을 통해서 순환시켜 상기 히트펌프의 제1 열교환기(증발기)에서 히트펌프 냉매와 열교환시키고, 제2 항온조에 저장된 제2 항온유체를 제2 순환배관을 통해서 순환시켜 상기 히트펌프의 제2 열교환기(응축기)에서 히트펌프 냉매와 열교환시키는 단계(S120)와, 상기 제1 항온조의 제1 항온유체를 제1 보조순환배관을 통해서 순환시키며, 상기 제2 항온조의 제2 항온유체를 제2 보조순환배관을 통해서 순환시켜 항온유체 열교환기에서 서로 열교환시키는 단계(S130)와, 상기 항온유체 열교환기를 통과한 상기 제1 보조순환배관의 제1 항온유체의 온도를 상기 제1 항온조의 요구되는 소정의 온도로 맞추는 단계(S140)와, 상기 항온유체 열교환기를 통과한 상기 제2 보조순환배관의 제2 항온유체의 온도를 상기 제2 항온조의 요구되는 소정의 온도로 맞추는 단계(S150)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a control method of a heat pump performance evaluation system, comprising: a step (S110) of operating a heat pump to be a performance evaluation; and a step of circulating a first constant temperature fluid stored in a first thermostat through a first circulation pipe Exchanges heat with the heat pump refrigerant in the first heat exchanger (evaporator) of the heat pump, and circulates the second constant temperature fluid stored in the second thermostat through the second circulation pipe, so that the heat in the second heat exchanger (condenser) Circulating the first thermostatic fluid in the first thermostatic chamber through the first subordinate circulation pipe and circulating the second thermodynamic fluid in the second thermostatic chamber through the second subordinate circulation pipe, (S130) of exchanging heat with each other in the thermostatic fluid heat exchanger; and controlling the temperature of the first thermostatic fluid in the first subcirculation pipe, which has passed through the thermostatic fluid heat exchanger, And adjusting the temperature of the second thermostatic fluid of the second auxiliary circulation pipe passing through the thermostatic fluid heat exchanger to a desired predetermined temperature of the second thermostat (S150) .
Description
본 발명은 히트펌프의 성능평가를 위한 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 히트펌프 성능평가 시스템에 사용되는 2개의 항온조 내의 항온유체를 각각 요구되는 소정의 온도로 유지하기 위해 필요한 외부로부터 공급되는 에너지 양을 감소시킴으로써 히트펌프 성능평가에 소요되는 에너지를 절감할 수 있는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a control method of a heat pump performance evaluation system for evaluating the performance of a heat pump. More specifically, by reducing the amount of energy supplied from the outside required to maintain the constant temperature fluid in each of the two thermostats used in the heat pump performance evaluation system at a desired temperature, energy required for heat pump performance evaluation can be reduced To a control method of a heat pump performance evaluation system.
최근 히트펌프의 활용도가 증가하면서 히트펌프의 성능을 정확하게 평가하기 위한 히트펌프 성능을 평가하기 위한 성능평가 시스템의 사용이 증가하고 있다. 일반적인 히트펌프 성능평가 시스템은 대한설비공학회에서 1986년에 발행한 설비공학 논문집 제15권 제2호 제163면 내지 제168면에 게재된 "공기조화기 및 열펌프의 성능시험[I]- 현황"(민만기 저)에 개시되어 있다.Recently, as utilization of heat pump increases, performance evaluation system for evaluating heat pump performance for accurately evaluating the performance of heat pump is increasing. A general heat pump performance evaluation system is described in "Performance Tests of Air Conditioners and Heat Pumps [I] - Presented at the Facility Engineering Publications, Vol. 15, No. 2, pp. 163 to 168, "(Min.
일반적인 히트펌프 성능평가 시스템을 개략적으로 도시하면 도 1과 같다. 도 1을 참조하면, 히트펌프 성능평가 시스템은 두 개의 제1 항온조(11)및 제2 항온조(12)를 구비하고 있다. 제1 항온조(11)는 히트펌프(20)의 제1 열교환기(21, 도 1의 히트펌프 냉매순환방향의 경우 증발기)에서 히트펌프 냉매와 열교환하는 제1 항온유체의 온도를 소정의 온도로 유지하기 위한 것이며, 제2 항온조(12)는 히트펌프(20)의 제2 열교환기(22, 도 1의 히트펌프 냉매순환방향의 경우 응축기)에서 히트펌프 냉매와 열교환하는 제2 항온유체의 온도를 소정의 온도로 유지하기 위한 것이다. 참고로 위 제1 항온유체의 온도 및 제2 항온유체의 요구되는 소정의 온도는, 표현상 동일한 '소정의 온도'라고 기재하였으나, 각각은 서로 다른 온도를 말한다. 이는 이후 설명하는 본 발명의 실시형태에서도 동일하다. A general heat pump performance evaluation system is schematically shown in FIG. Referring to FIG. 1, the heat pump performance evaluation system includes two
한편, 제1 항온조(11)는 히트펌프(20)가 가동 중에 제1 열교환기(21, 증발기)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 열을 빼앗기는 제1 항온유체가 저장되어 있기 때문에 시간이 지남에 따라서 온도가 저하된다. 따라서 제1 항온조(11)는 저하된 온도를 올리기 위해서 외부로부터 열을 공급받아야 하며, 이를 위해서 구비된 전기히터(41)에 의해서 열을 공급받는 구조를 가진다.On the other hand, the first
또한, 제2 항온조(12)는 히트펌프(20)가 가동 중에 제2 열교환기(22, 응축기)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 열을 공급받는 제2 항온유체가 저장되어 있기 때문에 시간이 지남에 따라서 온도가 상승된다. 따라서 제2 항온조(12)는 상승된 온도를 내리기 위해서 외부로 열을 방출해야 하며, 이를 위해서 제2 항온유체가 제2 냉동기(32)와 열교환하는 구조를 가진다. The second
한편, 히트펌프(20)는 운전모드에 따라서 도 1에 도시된 방향과 반대로 히트펌프 냉매가 순환하게 되면, 제1 열교환기(21)는 응축기 역할을 하며, 제2 열교환기(22)는 증발기 역할을 하게 되고, 위에서와 반대로 제1 항온조(11)는 외부로 열을 방출해야 하며, 제2 항온조(12)는 외부로부터 열을 공급받아야 한다. 이를 위해서 제1 항온조(11)는 제1 항온유체가 제1 냉동기(31)와 열교환하는 구조를 가지며, 제2 항온조(12)는 전기히터(42)에 의해서 열을 공급받는 구조를 가진다.1, the
이러한 종래의 히트펌프 성능평가 시스템은 성능평가의 대상이 되는 히트펌프의 용량이 대형화됨에 따라서, 제1 및 제2 항온조(11, 12)의 온도를 소정의 온도로 일정하게 유지하기 위해서 히트펌프(20)의 제2 열교환기(22, 응축기)와 제1 열교환기(21, 증발기) 용량 보다 더 큰 용량을 가지는 제1 및 제2 냉동기(31, 32) 및 전기히터(41, 42)가 요구되고 있다. In order to maintain the temperature of the first and
이 경우, 제1 및 제2 냉동기(31. 32)와 전기히터(41, 42)의 대형화에 따른 설치비용 증가 및 성능평가시 전기 소모량 등 운전비용이 증가하는 문제점이 있다.In this case, there is a problem that the installation cost is increased due to the enlargement of the first and
본 발명은 이러한 종래 히트펌프 성능평가 시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로 히트펌프 성능평가에 사용되는 2개의 항온조 내의 항온유체를 각각 요구되는 소정의 온도로 유지하기 위해 필요한 외부로부터 공급되는 에너지의 양을 최소화할 수 있는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the conventional heat pump performance evaluation system, the present invention provides an apparatus for evaluating the performance of a conventional heat pump, in which the amount of energy supplied from the outside required to maintain the constant temperature fluid in two thermostats, And to provide a control method of a heat pump performance evaluation system that can minimize the heat pump performance.
이러한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프를 가동하는 단계(S110)와, 제1 항온조에 저장된 제1 항온유체를 제1 순환배관을 통해서 순환시켜 상기 히트펌프의 제1 열교환기(증발기)에서 히트펌프 냉매와 열교환시키고, 제2 항온조에 저장된 제2 항온유체를 제2 순환배관을 통해서 순환시켜 상기 히트펌프의 제2 열교환기(응축기)에서 히트펌프 냉매와 열교환시키는 단계(S120)와, 상기 제1 항온조의 제1 항온유체를 제1 보조순환배관을 통해서 순환시키며, 상기 제2 항온조의 제2 항온유체를 제2 보조순환배관을 통해서 순환시켜 항온유체 열교환기에서 서로 열교환시키는 단계(S130)와, 상기 항온유체 열교환기를 통과한 상기 제1 보조순환배관의 제1 항온유체의 온도를 상기 제1 항온조의 요구되는 소정의 온도로 맞추는 단계(S140)와, 상기 항온유체 열교환기를 통과한 상기 제2 보조순환배관의 제2 항온유체의 온도를 상기 제2 항온조의 요구되는 소정의 온도로 맞추는 단계(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention relates to a control method of a heat pump performance evaluation system, comprising: a step (S110) of operating a heat pump to be a performance evaluation; Exchanging the heat with the heat pump refrigerant in the first heat exchanger (evaporator) of the heat pump, and circulating the second constant temperature fluid stored in the second thermostat through the second circulation pipe to circulate through the circulation pipe to perform the second heat exchange (S120) of circulating the first thermostatic fluid of the first thermostat through the first sub-circulation pipe, and circulating the second thermostatic fluid of the second thermostatic chamber through the second sub- (S130) circulating through the circulating piping and mutually exchanging heat in the constant temperature fluid heat exchanger (S130); and controlling the temperature of the first constant temperature fluid in the first auxiliary circulation pipe passing through the constant temperature fluid heat exchanger (S140) of adjusting the temperature of the second thermostatic fluid in the second auxiliary circulation pipe passing through the thermostatic fluid heat exchanger to a desired predetermined temperature of the second thermostatic chamber Step (150).
이러한 구성을 가지는 본 발명에 따르는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프의 증발기에서 열교환하는 제1 항온유체와, 히트펌프의 응축기에서 열교환하는 제2 항온유체를, 항온유체 열교환기에서 서로 열교환하도록 함으로써, 제1 항온유체 및 제2 항온유체를 각각 요구되는 소정의 온도로 맞추기 위해서 외부로부터 공급되는 에너지를 줄일 수 있다. A control method of a heat pump performance evaluation system according to the present invention having such a configuration includes a first constant temperature fluid to be heat-exchanged in an evaporator of a heat pump to be subjected to performance evaluation and a second constant temperature fluid to be heat-exchanged in a condenser of the heat pump, By allowing heat exchange with each other in the thermostatic fluid heat exchanger, the energy supplied from the outside can be reduced in order to set the first thermostatic fluid and the second thermostatic fluid respectively to the required predetermined temperatures.
도 1은 종래 히트펌프 성능평가 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제어방법이 적용되는 히트펌프 성능평가 시스템의 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 실시형태의 작용을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 단계(S140)를 보다 상세하게 나타내는 도면이다.1 is a schematic view of a conventional heat pump performance evaluation system.
2 is a view showing an embodiment of a heat pump performance evaluation system to which the control method of the present invention is applied.
Fig. 3 is a view showing the action of the embodiment of Fig. 2. Fig.
4 is a view showing a control method of a heat pump performance evaluation system according to the present invention.
5 is a view showing step S140 of FIG. 4 in more detail.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 히트펌프 성능평가 시스템의 실시형태 및 그 제어방법에 대해서 보다 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a heat pump performance evaluation system and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
< 실시형태 ><Embodiment>
먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제어방법이 적용되는 히트펌프 성능평가 시스템의 실시형태에 대해서 설명한다. 본 발명의 제어방법이 적용되는 히트펌프 성능평가 시스템은 대략적으로 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)와, 제1 항온조(200), 제2 항온조(400), 항온유체 열교환기(300) 및 냉동기(500)를 구비하고 있다. First, an embodiment of a heat pump performance evaluation system to which the control method of the present invention is applied will be described with reference to FIG. The heat pump performance evaluation system to which the control method of the present invention is applied includes a
성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)는 기본적으로 히트펌프 냉매를 압축하는 압축기(110), 히트펌프 냉매의 순환방향을 전환시키는 사방밸브(120), 히트펌프 냉매가 열교환하는 제1 열교환기(150), 히트펌프 냉매가 열교환하는 제2 열교환기(130, 응축기) 및 히트펌프 냉매를 팽창시키는 팽창장치(140)를 구비한다. The
이러한 구성을 가지는 히트펌프(100)는 도 3에 도시된 것과 같은 히트펌프 냉매의 순환방향을 가지는 운전모드일 경우, 제1 열교환기(150)는 증발기 역할을 하며, 제2 열교환기(130)는 응축기 역할을 한다. 또한, 히트펌프 냉매는 압축기(110), 사방밸브(120), 제1 열교환기(150), 제2 열교환기(130) 및 팽창장치(140)를 연결하는 히트펌프 냉매배관(L100)을 흐르게 된다. 3, the
제1 항온조(200)는 히트펌프(100)의 제1 열교환기(150, 증발기)에서 히트펌프 냉매와 열교환하는 제1 항온유체를 소정의 온도로 유지하여 저장하고 있다. 제1 항온조(200)에는 제1 항온조(200)에 저장된 제1 항온유체의 온도를 측정하기 위한 온도센서(201)가 마련되어 있다.The
제1 항온조(200)에 저장되는 제1 항온유체는 제1 순환배관(L200)을 따라 흐르면서 제1 열교환기(150, 증발기)를 통과하게 된다. 즉, 제1 순환배관(L200)은 제1 항온유체가 제1 항온조(200)를 나와 제1 열교환기(150, 증발기)를 거쳐 다시 제1 항온조(200)로 들어가도록 연결되는 배관이다. The first constant temperature fluid stored in the
제1 순환배관(L200)에는 순환펌프(210)와 유량계(220)가 설치되어 있다. 따라서 순환펌프(210)를 사용하여 제1 순환배관(L200)을 흐르는 제1 항온유체의 유량을 조절할 수 있으며, 또한 유량계(220)를 사용하여 제1 순환배관(L200)을 흐르는 제1 항온유체의 유량을 측정할 수 있다.The
또한 제1 순환배관(L200)에서, 제1 열교환기(150, 증발기)의 유입구 및 유출구에는 온도센서(231) 및 온도센서(232)가 설치되어, 제1 열교환기(150, 증발기)를 통과하는 제1 항온유체의 온도를 측정한다. 이렇게 측정된 제1 항온유체의 온도차이와 유량계(220)에서 측정한 제1 순환배관(L200)을 순환하는 유량에 근거로 하여 제1 열교환기(150, 증발기)에서 이루어지는 히트펌프 냉매와 제1 항온유체의 열교환량을 측정할 수 있다.A
제2 항온조(400)는 히트펌프(100)의 제2 열교환기(130, 응축기)에서 히트펌프 냉매와 열교환하는 제2 항온유체를 소정의 온도로 유지하여 저장하고 있다. 제2 항온조(400)에는 제2 항온조(400)에 저장된 제2 항온유체의 온도를 측정하기 위한 온도센서(401)가 마련되어 있다.The
제2 항온조(400)에 저장되는 제2 항온유체는 제2 순환배관(L400)을 따라 흐르면서 제2 열교환기(130, 응축기)를 통과하게 된다. 즉, 제2 순환배관(L400)은 제1 항온유체가 제2 항온조(400)를 나와 제2 열교환기(130, 응축기)를 거쳐 다시 제2 항온조(400)로 들어가도록 연결되는 배관이다. The second constant temperature fluid stored in the
제2 순환배관(L400)에는 순환펌프(410)와 유량계(420)가 설치되어 있다. 따라서 순환펌프(410)를 사용하여 제2 순환배관(L400)을 흐르는 제2 항온유체의 유량을 조절할 수 있으며, 또한 유량계(420)를 사용하여 제2 순환배관(L400)을 흐르는 제2 항온유체의 유량을 측정할 수 있다.The
또한 제2 순환배관(L400)에서, 제2 열교환기(130, 응축기)의 유입구 및 유출구에는 온도센서(431) 및 온도센서(432)가 설치되어, 제2 열교환기(130, 응축기)를 통과하는 제2 항온유체의 온도를 측정한다. 이렇게 측정된 제2 항온유체의 온도차이와 유량계(420)에서 측정한 제2 순환배관(L400)을 순환하는 유량에 근거로 하여 제2 열교환기(130, 응축기)에서 이루어지는 히트펌프 냉매와 제2 항온유체의 열교환량을 측정할 수 있다.A
항온유체 열교환기(300)는 제1 항온조(200)의 제1 항온유체와 제2 항온조(400)의 제2 항온유체가 서로 열교환하는 열교환기이다. 항온유체 열교환기(300)에는 제1 항온유체가 흐르는 제1 보조순환배관(L210)과, 제2 항온유체가 흐르는 제2 보조순환배관(L410)이 통과하도록 되어 있다.The thermostatic
구체적으로 제1 보조순환배관(L210)은 제1 항온유체가 제1 항온조(200)로부터 나와 항온유체 열교환기(300)를 거쳐 다시 제1 항온조(200)로 들어가도록 하는 구조를 가지고 있으며, 제2 보조순환배관(L410)은 제2 항온유체가 제2 항온조(400)로부터 나와 항온유체 열교환기(300)를 거쳐 다시 제2 항온조(400)로 들어가도록 하는 구조를 가지고 있다. Specifically, the first auxiliary circulation pipe L210 has a structure for allowing the first thermostatic fluid to flow from the first
한편, 제1 보조순환배관(L210)에는 제1 항온유체를 순환시키기 위한 순환펌프(240)가 설치되어 있으며, 제1 항온유체가 항온유체 열교환기(300)를 거쳐 다시 제1 항온조(200)로 유입되는 지점에 제1 전기히터(250)가 설치되어 있다. 순환펌프(240)는 인버터 등이 탑재되어 순환시키는 제1 항온유체의 유량을 변화시킬 수 있다. 또한 제1 전기히터(250)는 제1 항온조(200)로 유입되는 제1 항온유체를 가열하여 제1 항온유체의 온도를 조절하는 역할을 한다.The
또한 제2 보조순환배관(L410)에는 제2 항온유체를 순환시키기 위한 순환펌프(440)가 설치되어 있으며, 제2 항온유체가 항온유체 열교환기(300)를 거쳐 다시 제2 항온조(400)로 유입되는 지점에 제2 전기히터(450)가 설치되어 있다. 순환펌프(440)는 인버터 등이 탑재되어 순환시키는 제2 항온유체의 유량을 변화시킬 수 있다. 또한 제2 전기히터(450)는 제2 항온조(400)로 유입되는 제2 항온유체를 가열하여 제2 항온유체의 온도를 조절하는 역할을 한다.The
냉동기(500)는 냉동기 냉매가 흐르는 냉동기 냉매배관(L500)을 구비한다. 또한, 냉동기(500)는 냉동기 냉매가 제2 보조순환배관(L410)을 흐르는 제2 항온유체와 열교환하는 보조열교환기(520)를 구비한다. The
그리고 제2 보조순환배관(L410)이 통과하도록 보조열교환기(520)를 배치함에 있어서, 제2 항온유체가 항온유체열교환기(300)를 통과한 후에 보조열교환기(520)를 통과하도록 배치한다.In arranging the
또한 제1 보조순환배관(L210)에서, 항온유체 열교환기(300)와 제1 전기히터(250) 사이에는 제1 항온유체의 온도를 측정하기 위한 온도센서(211)가 마련되며, 제2 보조순환배관(L410)에서 보조열교환기(520)와 제2 전기히터(450) 사이에는 제2 항온유체의 온도를 측정하기 위해서 온도센서(411)가 마련된다.A
한편 냉동기(500)는 히트펌프(100)의 용량에 따라서 냉동기의 용량이 조절되는 것이 바람직하다. 구체적으로 냉동기(500)는 소용량의 냉동기를 복수개 구비하여 필요한 용량에 대응하도록 일부의 냉동기를 가동할 수 있으며, 또한 용량 가변형 냉동기를 채용할 수 있다. Meanwhile, it is preferable that the capacity of the
이러한 구성을 가지는 실시형태의 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법에 대해서 설명한다.A control method of the heat pump performance evaluation system according to the embodiment having such a configuration will be described.
도 3에 도시된 것과 같은 방향으로 히트펌프 냉매가 순환하는 운전모드를 가지도록 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)를 가동한다(도 4의 S110). 이 경우 제2 열교환기(130)는 응축기 역할을 하고 제1 열교환기(150)는 증발기 역할을 한다. The
이후, 순환펌프(210)를 작동시켜 제1 항온조(200)의 제1 항온유체가 제1 순환배관(L200)을 통해서 순환하도록 하고, 또한 순환펌프(410)를 작동시켜 제2 항온조(400)의 제2 항온유체가 제2 순환배관(L400)을 통해서 순환하도록 한다(도 4의 S120). Thereafter, the
이 경우 제2 열교환기(130, 응축기)에서는 히트펌프 냉매배관(L100)을 흐르는 히트펌프 냉매로부터 제2 순환배관(L400)을 흐르는 제2 항온유체로 열이 전달된다(Q2). 이로 인해서 제2 순환배관(L400)을 흐르는 제2 항온유체의 온도가 상승하게 되고, 그 결과 제2 항온조(400)의 제2 항온유체의 온도가 상승하게 된다.In this case, in the second heat exchanger 130 (condenser), heat is transferred from the heat pump refrigerant flowing through the heat pump refrigerant pipe L100 to the second constant temperature fluid flowing through the second circulation pipe L400 (Q2). As a result, the temperature of the second thermostatic fluid flowing through the second circulation pipe L400 rises, and as a result, the temperature of the second thermostatic fluid of the second
또한 히트펌프(100)의 증발기 역할을 하는 제1 열교환기(150, 증발기)에서는 히트펌프 냉매배관(L100)을 흐르는 히트펌프 냉매가 제1 순환배관(L200)을 흐르는 제1 항온유체로부터 열을 받는다(Q1). 이로 인해서 제2 순환배관(L200)을 흐르는 제1 항온유체의 온도가 저하되게 되고, 그 결과 제1 항온조(200)의 제1 항온유체의 온도가 저하하게 된다.In the first heat exchanger 150 (evaporator) serving as an evaporator of the
통상 히트펌프(100)의 응축기(제2 열교환기(130))에서 열교환되는 열량은 증발기(제1 열교환기(150))에서 열교환되는 열량에 비해서 크게 된다(Q2>Q1). 제1 항온유체 및 제2 항온유체는 각각 요구되는 소정의 온도를 유지하여야 하기 때문에, 제1 항온유체에 대해서는 제1 열교환기(150)를 통과하면서 저하된 온도만큼의 온도를 상승시킬 필요가 있으며, 제2 항온유체에 대해서는 제2 열교환기(130)를 통과하면서 상승된 온도만큼의 온도를 저하시킬 필요가 있다.The amount of heat exchanged in the condenser (the second heat exchanger 130) of the
이를 위해서 먼저 히트펌프(100)의 가동에 의해서 온도가 저하된 제1 항온유체 및 온도가 상승된 제2 항온유체에 대해서, 각각 제1 보조순환배관(L210) 및 제2 보조순환배관(L410)을 통해서 순환하면서 항온유체 열교환기(300)에서 열교환하도록 한다(Q3)(도 4의 S130). 이로 인해서 항온유체 열교환기(300)를 거친 제1 항온유체는 온도가 상승하게 되고, 제2 항온유체는 온도가 저하하게 된다.To this end, first and second auxiliary circulating pipes (L210 and L410) are connected to the first thermostatic fluid whose temperature has been lowered by the operation of the heat pump (100) and the second thermostatic fluid whose temperature has been raised, (Q3) (S130 in FIG. 4). As a result, the temperature of the first thermostatic fluid passing through the thermostatic
이후, 항온유체 열교환기(300)에서 나온 제1 항온유체의 온도를 제1 항온조(200)의 요구되는 소정의 온도로 맞춘다(도 4의 S140). 구체적으로, 먼저 제1 보조순환배관(L210)을 흐르는 제1 항온유체의 유량을 제1 순환배관(L200)을 흐르는 제1 항온유체의 유량에 근거하여 결정한다(도 5의 S141). 이때, 제1 보조순환배관(L210)을 흐르는 제1 항온유체의 유량은, 제1 순환배관(L200)에 설치된 유량계(220)를 사용하여 측정된 제1 순환배관(L200)을 흐르는 제1 항온유체의 유량과 동일하거나 그 보다 작게 설정한다. 그 이유는 제1 보조순환배관(L210)을 흐르는 제1 항온유체의 유량이 제1 순환배관(L200)을 흐르는 제1 항온유체의 유량 보다 지나치게 크게 되면, 유량의 변동에 따른 온도변화가 크게 되기 때문에 제1 보조순환배관(L210)을 흐르는 제1 항온유체의 온도를 정밀하게 제어할 수 없기 때문이다. 또한 제1 보조순환배관(L210)을 흐르는 제1 항온유체의 유량은 제1 보조순환배관(L210)에 설치된 순환펌프(240)에 의해서 조절할 수 있다.Thereafter, the temperature of the first thermostatic fluid discharged from the thermostatic
다음으로, 제2 보조순환배관(L410)을 흐르는 제2 항온유체의 유량을 조절하여, 항온유체 열교환기(300)에서 제2 항온유체와 열교환을 한 후 제1 항온조(200)로 유입되는 제1 항온유체의 온도를 조절한다(도 5의 S142). 구체적으로, 순환펌프(440)를 가동하여 제2 보조순환배관(L410)을 흐르는 제2 항온유체의 유량을 조절하면서 제1 보조순환배관(L210)에서 항온유체 열교환기(300)를 거쳐 제1 항온조(200)로 저장되는 제1 항온유체의 온도를 온도센서(201)로 측정하여 그 온도가 제1 항온조(200)의 요구되는 소정의 온도에 맞도록 하고, 그 때의 제2 항온유체의 유량을 제2 보조순환배관(L410)을 흐르는 제2 항온유체의 유량으로 결정한다. Next, the flow rate of the second constant temperature fluid flowing through the second auxiliary circulation pipe (L410) is adjusted so that heat is exchanged with the second constant temperature fluid in the constant temperature fluid heat exchanger (300) 1 The temperature of the constant temperature fluid is adjusted (S142 in FIG. 5). Specifically, the
한편, 순환펌프(440)의 용량의 가변에 따라서 항온유체 열교환기(300)에서의 열교환량의 변동이 선형적이지 못하기 때문에, 위에서 같이 순환펌프(440)의 용량을 가변하여 제2 보조순환배관(L410)을 흐르는 제2 항온유체의 유량을 조절함으로써 항온유체 열교환기(300)에서 열교환량을 조절함하는 것에 의해서는 제1 보조순환배관(L210)을 흐르는 제1 항온유체의 온도를 요구되는 소정의 온도로 정밀하게 맞추는 것은 어려울 수 있다. On the other hand, since the variation of the amount of heat exchange in the constant temperature
이러한 경우에는, 제1 보조순환배관(L210)에서 항온유체 열교환기(300)를 나온 제1 항온유체의 온도를 온도센서(211)에 의해서 측정하고, 그 온도가 제1 항온조(200)의 요구되는 소정의 온도 보다 낮을 때에는 제1 전기히터(250)를 가동하여 정확하게 제1 항온조(200)의 요구되는 소정의 온도로 맞추어 제1 항온조(200)로 유입되도록 할 수도 있다. 구체적으로, 순환펌프(440)에 의해서 제2 보조순환배관(L410)을 순환되는 제2 항온유체의 유량을 결정함에 있어서, 항온유체 열교환기(300)에서의 제2 항온유체와 열교환에 의해서 온도가 상승된 제1 항온유체의 온도가 제1 항온조(200)의 요구되는 소정의 온도 보다 작게 되도록 제2 보조순환배관(L410)을 흐르는 제2 항온유체의 유량을 결정하고, 이후 온도센서(211)에 의해서 항온유체 열교환기(300)를 나온 제1 항온유체의 온도를 측정하고 제1 항온조(200)에서 요구되는 소정의 온도와의 차이는 제1 전기히터(250)에 의해서 열을 공급하여 맞추도록 한다. 이와 같이 하는 경우 제1 전기히터(250)는 공급되는 전기의 에너지량에 따라서 선형적으로 열을 공급할 수 있으므로 정밀하게 온도를 제어할 수 있기 때문에 제1 항온유체의 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 유리한 이점을 가진다. In this case, the temperature of the first thermostatic fluid discharged from the thermostatic
다음으로, 항온유체 열교환기(300)에서 열교환되어 다시 제2 항온조(400)로 유입되는 제2 항온유체의 온도를 조절하여 제2 항온조(400)의 요구되는 소정의 온도로 맞춘다(도 4의 S150). 항온유체 열교환기(300)에서 열교환되어 다시 제2 항온조(400)로 유입되는 제2 항온유체는 제2 항온조(400)의 요구되는 소정의 온도 보다 높기 때문에 제2 보조열교환기(520)에서 냉동기 냉매배관(L500)을 흐르는 냉동기 냉매와 열교환하도록 하여 온도를 낮춤으로써 요구되는 소정의 온도로 맞추도록 한다. 구체적으로 도 3에 도시된 것과 같이 냉동기(500)를 가동하여 냉동기 냉매가 보조열교환기(520)를 통과하도록 하여, 보조열교환기(520)에서 항온유체 열교환기(300)를 통과하는 제2 보조순환배관(L410)의 제2 항온유체와 열교환하면서 온도가 저하되도록 한다. Next, the temperature of the second thermostatic fluid, which is heat-exchanged in the thermostatic
이때, 냉동기(500)의 용량은, 보조열교환기(520)를 통과한 제2 항온유체의 온도를 온도센서(411)로 측정하고, 이 온도가 제2 항온조(400)의 요구되는 소정의 온도 보다 낮도록 설정한다. 그리고 보조열교환기(520)를 통과한 제2 항온유체를 제2 전기히터(450)로 가열하여 제2 항온조(400)의 요구되는 소정의 온도로 정밀하게 맞춘다. 제2 전기히터(450)는 공급되는 전기의 에너지량에 따라서 선형적으로 열을 공급할 수 있으므로 정밀하게 온도를 제어할 수 있기 때문에, 이와 같은 방법을 사용하는 경우 보조열교환기(520)를 통과한 제2 항온유체의 온도를 제2 항온조(400)의 요구되는 소정의 온도로 정밀하게 맞출 수 있다.At this time, the capacity of the
이와 같이, 본 발명에 따르는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)의 증발기(제1 열교환기(150))에서 열교환하는 제1 항온유체와, 히트펌프(100)의 응축기(제2 열교환기(130))에서 열교환하는 제2 항온유체를, 항온유체 열교환기(300)에서 서로 열교환하도록 함으로써, 제1 항온유체 및 제2 항온유체를 각각 요구되는 소정의 온도로 맞추기 위해서 외부로부터 공급되는 에너지를 줄일 수 있다.As described above, the control method of the heat pump performance evaluation system according to the present invention includes the first constant temperature fluid subjected to heat exchange in the evaporator (first heat exchanger 150) of the
또한, 본 발명에 따르는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법은, 제1 항온유체의 온도를 제1 항온조(200)의 요구되는 온도로 맞춤에 있어서, 항온유체 열교환기(300)에서의 제2 항온유체와의 열교환을 이용하거나, 항온유체 열교환기(300)에서의 제2 항온유체와의 열교환 후, 부족한 온도만큼을 제1 전기히터를 사용하여 보충하기 때문에, 외부로부터 공급되는 에너지(제1 전기히터의 가동 에너지)를 줄일 수 있음과 아울러 보다 정밀하게 온도를 맞출 수 있다.The control method of the heat pump performance evaluation system according to the present invention is a method for controlling the performance of the heat pump fluid performance evaluation system according to the present invention by adjusting the temperature of the first thermostatic fluid to the required temperature of the first
또한, 제2 항온유체의 온도를 제2 항온조(400)의 요구되는 온도로 맞춤에 있어서, 항온유체 열교환기(300)에서의 제1 항온유체와의 열교환한 제2 항온유체에 대해서 다시 냉동기(500)와의 열교환을 행하도록 하여, 제2 항온조(400)의 요구되는 소정의 온도 보다 낮은 온도가 되도록 하고, 보조열교환기(520)를 통과한 제2 항온유체를 제2 전기히터(450)로 가열하기 때문에, 외부로부터 공급되는 에너지(냉동기 및 제2 전기히터의 가동에너지)를 줄일 수 있음과 아울러 보다 정밀하게 온도를 맞출 수 있다.In order to adjust the temperature of the second thermostatic fluid to the required temperature of the
100 : 히트펌프 130 : 제2 열교환기
150 : 제1 열교환기 200 : 제1 항온조
250 : 제1 전기히터 300 : 항온유체 열교환기
400 : 제2 항온조 450 : 제2 전기히터
500 : 냉동기 520 : 보조열교환기100: Heat pump 130: Second heat exchanger
150: first heat exchanger 200: first thermostat
250: first electric heater 300: constant temperature fluid heat exchanger
400: second thermostat 450: second electric heater
500: refrigerator 520: auxiliary heat exchanger
Claims (6)
제1 항온조에 저장된 제1 항온유체를 제1 순환배관을 통해서 순환시켜 상기 히트펌프의 제1 열교환기(증발기)에서 히트펌프 냉매와 열교환시키고, 제2 항온조에 저장된 제2 항온유체를 제2 순환배관을 통해서 순환시켜 상기 히트펌프의 제2 열교환기(응축기)에서 히트펌프 냉매와 열교환시키는 단계(S120)와,
상기 제1 항온조의 제1 항온유체를 제1 보조순환배관을 통해서 순환시키며, 상기 제2 항온조의 제2 항온유체를 제2 보조순환배관을 통해서 순환시켜 항온유체 열교환기에서 서로 열교환시키는 단계(S130)와,
상기 항온유체 열교환기를 통과한 상기 제1 보조순환배관의 제1 항온유체의 온도를 상기 제1 항온조의 요구되는 소정의 온도로 맞추는 단계(S140)와,
상기 항온유체 열교환기를 통과한 상기 제2 보조순환배관의 제2 항온유체의 온도를 상기 제2 항온조의 요구되는 소정의 온도로 맞추는 단계(150)를 포함하며,
상기 단계(S140)는,
상기 제1 보조순환배관을 흐르는 제1 항온유체의 유량을 제1 순환배관을 흐르는 제1 항온유체의 유량에 근거하여 결정하는 단계(S141)와,
상기 제2 보조순환배관을 흐르는 제2 항온유체의 유량을 조절하여, 항온유체 열교환기에서 제2 항온유체와 열교환을 한 후 제1 항온조로 들어가는 제1 항온유체의 온도를 조절하는 단계(S142)를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법.A step S110 of operating a heat pump to be a performance evaluation,
The first thermostatic fluid stored in the first thermostat is circulated through the first circulation pipe to heat exchange with the heat pump refrigerant in the first heat exchanger (evaporator) of the heat pump, and the second thermostatic fluid stored in the second thermostatic chamber is circulated through the second circulation (S120) circulating the refrigerant through the piping and performing heat exchange with the heat pump refrigerant in the second heat exchanger (condenser) of the heat pump,
Circulating the first thermostatic fluid of the first thermostat through the first subordinate circulation pipe and circulating the second thermostatic fluid of the second thermostat through the second subordinate circulation pipe and performing heat exchange with each other in the thermostatic fluid heat exchanger )Wow,
(S140) of adjusting a temperature of the first thermostatic fluid of the first sub-circulation pipe passing through the thermostatic fluid heat exchanger to a predetermined temperature of the first thermostatic chamber,
(150) the temperature of the second thermostatic fluid of the second subcirculation line passing through the thermostatic fluid heat exchanger to a desired predetermined temperature of the second thermostatic thermostat,
The step (S140)
Determining (S 141) a flow rate of the first constant temperature fluid flowing through the first auxiliary circulation pipe based on a flow rate of the first constant temperature fluid flowing through the first circulation pipe,
Adjusting the flow rate of the second constant temperature fluid flowing through the second auxiliary circulation pipe to adjust the temperature of the first constant temperature fluid entering the first constant temperature chamber after performing heat exchange with the second constant temperature fluid in the constant temperature fluid heat exchanger (S 142) And controlling the temperature of the heat pump.
상기 단계(S141)에서는 상기 제1 보조순환배관을 흐르는 제1 항온유체의 유량을, 제1 순환배관을 흐르는 제1 항온유체의 유량과 동일하거나 그 보다 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법. The method according to claim 1,
Wherein the flow rate of the first constant temperature fluid flowing through the first auxiliary circulation pipe is set to be equal to or smaller than the flow rate of the first constant temperature fluid flowing through the first circulation pipe in the step S141. Method of controlling the system.
상기 단계(S142)에서 상기 제2 보조순환배관을 흐르는 제2 항온유체의 유량을, 상기 항온유체 열교환기에서 제2 항온유체와 열교환을 한 후 상기 제1 항온조로 들어가는 제1 항온유체의 온도가 제1 항온조의 요구되는 소정의 온도 보다 작도록 설정하고, 상기 항온유체 열교환기에서 제2 항온유체와 열교환을 한 후 상기 제1 항온조로 들어가는 제1 항온유체를 제1 전기히터에 의해서 가열하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the first thermostatic fluid flowing into the second thermostatic fluid after heat exchange with the second thermostatic fluid in the thermostatic fluid heat exchanger is lower than the flow rate of the second thermodynamic fluid flowing through the second thermostatic fluid flowing in the second thermostatic fluid at the step (S142) Heating the first thermostatic fluid entering the first thermostat after heat exchange with the second thermostatic fluid in the thermostatic fluid heat exchanger is set to be smaller than a required temperature of the first thermostatic chamber by the first electric heater Wherein the temperature of the heat pump is controlled to a predetermined value.
상기 단계(150)는, 상기 항온유체 열교환기에서 열교환 후 상기 제2 항온조로 들어가는 제2 항온유체를 보조열교환기에서 냉동기의 냉동기 냉매와 열교환시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the step (150) is for heat-exchanging the second thermostatic fluid entering the second thermostat after heat exchange in the thermostatic fluid heat exchanger with the refrigerant refrigerant in the freezer in the subsidiary heat exchanger.
상기 냉동기의 용량은, 상기 보조열교환기를 통과한 제2 항온유체의 온도가 상기 제2 항온조의 요구되는 소정의 온도 보다 낮은 온도가 되도록 설정하고, 상기 보조열교환기를 통과한 제2 항온유체를 제2 전기히터로 가열하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 성능평가 시스템의 제어방법.The method of claim 5,
Wherein the capacity of the refrigerator is set such that the temperature of the second thermostatic fluid passed through the auxiliary heat exchanger is lower than the required predetermined temperature of the second thermostatic chamber, And heating the heat pump with an electric heater.
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