KR101467804B1 - Turbo chiller - Google Patents
Turbo chiller Download PDFInfo
- Publication number
- KR101467804B1 KR101467804B1 KR1020120124019A KR20120124019A KR101467804B1 KR 101467804 B1 KR101467804 B1 KR 101467804B1 KR 1020120124019 A KR1020120124019 A KR 1020120124019A KR 20120124019 A KR20120124019 A KR 20120124019A KR 101467804 B1 KR101467804 B1 KR 101467804B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- refrigerant
- expansion valve
- compressor
- evaporation pressure
- evaporator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
- F25B1/053—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of turbine type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/28—Means for preventing liquid refrigerant entering into the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/19—Pressures
- F25B2700/197—Pressures of the evaporator
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Abstract
본 발명은 터보 냉동기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 압축기로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단함으로써 임펠러의 파손과 냉방능력이 감소하는 것을 방지할 수 있는 터보 냉동기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a turbo chiller, and more particularly, to a turbo chiller capable of preventing impeller breakage and cooling ability from being reduced by blocking liquid refrigerant from being introduced into a compressor.
Description
본 발명은 터보 냉동기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 압축기로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단함으로써 임펠러의 파손과 냉방능력이 감소하는 것을 방지할 수 있는 터보 냉동기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 터보 냉동기는 냉매를 이용하여 냉수와 냉각수의 열교환을 수행하는 기기로서, 압축기와 증발기와 응축기 및 팽창밸브를 포함한다.Generally, a turbo chiller is a device for performing heat exchange between cold water and cooling water using a refrigerant, and includes a compressor, an evaporator, a condenser, and an expansion valve.
상기 압축기는 구동모터의 구동력에 의해 회전하는 임펠러(Impeller)와 임펠러가 수용되는 쉬라우드와 임펠러의 회전에 의해 배출된 유체의 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는 가변 디퓨저(Diffuser)를 포함할 수 있다.The compressor may include an impeller rotating by the driving force of the driving motor, a shroud receiving the impeller, and a variable diffuser converting the kinetic energy of the fluid discharged by the rotation of the impeller into pressure energy .
상기 증발기와 응축기는 일 실시태양으로 쉘 인 튜브(Shell in tube) 구조를 가질 수 있고, 튜브 내부로는 냉수와 냉각수가 각각 유동되며, 쉘 내부에 냉매가 수용될 수 있다.The evaporator and the condenser may have a shell-in-tube structure in which the cold water and the cooling water flow into the tube, respectively, and the refrigerant can be received in the shell.
또한, 상기 증발기로는 냉수가 유입 및 토출되며, 상기 증발기 내부에서 상기 냉매와 냉수의 열교환이 이루어지며, 상기 냉수는 상기 증발기를 통과하는 과정에서 냉각된다.Also, cold water is introduced into and discharged from the evaporator, and heat exchange is performed between the refrigerant and the cold water inside the evaporator, and the cold water is cooled in passing through the evaporator.
또한, 상기 응축기로는 냉각수가 유입 및 토출되며, 상기 응축기 내부에서 상기 냉매와 냉각수의 열교환이 이루어지며, 상기 냉각수는 상기 응축기를 통과하는 과정에서 가열된다.In addition, the cooling water is introduced into and discharged from the condenser, and the refrigerant and the cooling water are exchanged in the inside of the condenser, and the cooling water is heated in the process of passing through the condenser.
또한, 상기 증발기 및 응축기 내부에 수용된 냉매는 소정의 요구 냉매 레벨로 유지될 수 있으며, 이러한 냉매 레벨은 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브를 통해 조절될 수 있다.In addition, the refrigerant contained in the evaporator and the condenser can be maintained at a predetermined required refrigerant level, and the refrigerant level can be adjusted through an expansion valve provided between the condenser and the evaporator.
한편, 터보 냉동기의 초기 기동시, 부하 변동시 또는 설정온도 변동시 상기 응축기의 냉매 레벨이 변동될 수 있으며, 응축기의 냉매 레벨을 일정하게 유지하지 못하는 경우 터보 냉동기의 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생한다.On the other hand, the refrigerant level of the condenser may fluctuate at the time of initial startup of the turbo chiller, at the time of load change, or at a set temperature change, and when the refrigerant level of the condenser can not be maintained constant, the reliability of the turbo chiller is lowered.
또한, 상기 증발기 내부의 액상 냉매로 정상 상태의 냉매 레벨로 유지되어야 한다. 상기 증발기 내부 액상 냉매 레벨이 증가하게 되면, 압축기 내부로 액상 냉매가 유입되고, 그 결과 압축기 내부의 임펠러가 파손되거나 압축량의 감소로 인한 냉방 능력이 감소하게 된다.Further, the liquid refrigerant in the evaporator must be maintained at a refrigerant level in a steady state. When the level of the liquid refrigerant in the evaporator is increased, the liquid refrigerant flows into the compressor. As a result, the impeller inside the compressor is broken or the cooling capacity due to the reduction of the compression amount is decreased.
본 발명은 압축기로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단할 수 있는 터보 냉동기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Disclosure of the Invention The present invention provides a turbo refrigerator capable of preventing liquid refrigerant from flowing into a compressor.
또한, 본 발명은 임펠러의 파손과 냉방능력이 감소하는 것을 방지할 수 있는 터보 냉동기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide a turbo chiller which can prevent the impeller from being damaged and the cooling ability being reduced.
또한, 본 발명은 제조비용을 줄이고 제어 응답성을 높일 수 있는 터보 냉동기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a turbo refrigerator which can reduce manufacturing cost and increase control responsiveness.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 냉매를 압축하기 위한 임펠러를 포함하는 압축기;와 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;와 상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기;와 상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브; 및 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 팽창밸브의 개도를 감소시키기 위한 제어부를 포함하는 터보 냉동기가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a refrigerator comprising: a compressor including an impeller for compressing refrigerant; a condenser for exchanging heat between the refrigerant introduced from the compressor and the cooling water; An evaporator for exchanging heat with cold water, an expansion valve provided between the condenser and the evaporator, And a controller for decreasing the opening degree of the expansion valve to lower the level of the liquid refrigerant in the evaporator when it is determined that the liquid refrigerant is sucked into the compressor based on the evaporation pressure change amount of the refrigerant and the compressor discharge superheating degree A turbo refrigerator is provided.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 스테이지를 갖는 다단 압축기;와 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;와 상기 응축기에서 토출된 냉매로부터 액상 냉매와 기상 냉매를 분리시키고, 기상 냉매를 상기 압축기로 토출시키기 위한 상분리기;와 상기 상분리기로부터 토출된 액상 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기와 상기 응축기와 상기 상분리기 사이에 마련된 제1 팽창밸브;와 상기 상분리기와 상기 증발기 사이에 마련된 제2 팽창밸브; 및 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 제1 팽창밸브 및 제2 팽창밸브 중 적어도 하나 이상의 팽창밸브의 개도를 감소시키기 위한 제어부를 포함하는 터보 냉동기가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a refrigerant compressor comprising: a multi-stage compressor having a plurality of stages; a condenser for exchanging heat between the refrigerant and cooling water introduced from the compressor; a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant separated from the refrigerant discharged from the condenser; A first expansion valve disposed between the condenser and the phase separator, a second expansion valve disposed between the phase separator and the evaporator, and a second expansion valve disposed between the phase separator and the evaporator, A second expansion valve provided between the first expansion valve and the second expansion valve; And at least one of the first expansion valve and the second expansion valve to lower the level of the liquid refrigerant in the evaporator if it is determined that the liquid refrigerant is sucked into the compressor based on the evaporation pressure change amount of the refrigerant and the compressor discharge superheating degree of the compressor And a control section for reducing the opening degree of the expansion valve.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 냉매를 압축하기 위한 임펠러를 포함하는 압축기;와 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;와 상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기;와 상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브; 및 상기 응축기의 냉매 레벨을 기준으로 상기 팽창밸브의 개도를 조절하기 위한 정상 제어 모드와 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 팽창밸브의 개도를 조절하기 위한 비상 제어 모들를 갖는 제어부를 포함하는 터보 냉동기가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a refrigerator comprising: a compressor including an impeller for compressing refrigerant; a condenser for exchanging heat between the refrigerant and cooling water introduced from the compressor; and a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant discharged from the condenser and the cold water An expansion valve provided between the condenser and the evaporator; And a controller for controlling the opening degree of the expansion valve based on the refrigerant level of the condenser and a normal control mode for controlling the opening degree of the expansion valve based on the evaporation pressure change amount and the compressor discharge superheating degree of the refrigerant, There is provided a turbo refrigerator including a control unit having emergency control models for adjusting the opening degree of the expansion valve to lower an internal liquid refrigerant level.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 냉동기에 따르면, 압축기로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 용이하게 조절할 수 있다.As described above, according to the turbo refrigerating machine according to the embodiment of the present invention, the liquid refrigerant can be prevented from flowing into the compressor, and the liquid refrigerant level in the evaporator can be easily controlled.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 냉동기에 따르면, 임펠러의 파손과 냉방능력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.Further, according to the turbo chiller related to one embodiment of the present invention, it is possible to prevent the impeller from being damaged and the cooling ability being reduced.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 냉동기에 따르면, 제조비용을 줄임과 동시에, 제어 응답성을 높일 수 있다.Further, according to the turbo refrigerator related to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost and increase the control responsiveness.
도 1은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 개념도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 블록도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 제어방법을 나타내는 플로우 차트.
도 4는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 일 작동상태를 설명하기 위한 그래프.
도 5는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기의 개념도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기의 블록도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기의 P-h선도.1 is a conceptual view of a turbo refrigerator according to a first embodiment of the present invention;
2 is a block diagram of a turbo refrigerator according to a first embodiment of the present invention;
3 is a flowchart showing a control method of the turbo chiller according to the first embodiment of the present invention.
4 is a graph for explaining an operating state of a turbo chiller related to the first embodiment of the present invention.
5 is a conceptual view of a turbo refrigerator according to a second embodiment of the present invention;
6 is a block diagram of a turbo refrigerator according to a second embodiment of the present invention;
7 is a ph diagram of a turbo refrigerator according to a second embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 냉동기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a turbo refrigerator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown may be exaggerated or reduced have.
한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.On the other hand, terms including an ordinal number such as a first or a second may be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by the terms, and the terms may refer to a constituent element from another constituent element It is used only for the purpose of discrimination.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)를 구성하는 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component constituting the
도 1은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 블록도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 제어방법을 나타내는 플로우 차트이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기의 일 작동상태를 설명하기 위한 그래프이다.2 is a block diagram of a turbo chiller related to the first embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram of a turbo chiller related to the first embodiment of the present invention. Fig. 4 is a graph for explaining an operating state of the turbo chiller related to the first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 터보 냉동기(1)는 냉매를 압축시키기 위한 압축기(10)와 냉매를 응축시키기 위한 응축기(30)와 냉매를 팽창시키기 위한 팽창밸브(40) 및 냉매를 증발시키기 위한 증발기(20)를 포함한다.1, the
구체적으로 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)는 냉매를 압축하기 위한 임펠러(11)를 포함하는 압축기(10)와 상기 압축기(10)로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기(30)와 상기 응축기(30)로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기(20)와 상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브(40)와 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기(10) 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기(20) 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 팽창밸브(40)의 개도를 감소시키기 위한 제어부(70)를 포함한다.1 and 2, a
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기 터보 냉동기(1)를 구성하는 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component constituting the
상기 압축기(10)는 구동모터의 구동력에 의해 회전하는 임펠러(11: Impeller)와 임펠러(11)가 수용되는 쉬라우드와 임펠러의 회전에 의해 배출된 유체의 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는 가변 디퓨저(Diffuser)를 포함할 수 있다.The
상기 증발기(20)와 응축기(30)는 일 실시태양으로 쉘 인 튜브(Shell in tube) 구조를 가질 수 있고, 튜브 내부로는 냉수와 냉각수가 각각 유동되며, 쉘 내부에 냉매가 수용될 수 있다.The
또한, 상기 증발기(20)로는 냉수(chilled water)가 유입 및 토출되며, 상기 증발기(20) 내부에서 상기 냉매와 냉수의 열교환이 이루어지며, 상기 냉수는 상기 증발기(20)를 통과하는 과정에서 냉각된다.In addition, chilled water is introduced into and discharged from the
또한, 상기 응축기(30)로는 냉각수(condenser water)가 유입 및 토출되며, 상기 응축기(30) 내부에서 상기 냉매와 냉각수의 열교환이 이루어지며, 상기 냉각수는 상기 응축기(30)를 통과하는 과정에서 가열된다.In addition, condenser water is introduced into and discharged from the
또한, 상기 증발기(20)및 응축기(30) 내부에 수용된 냉매는 소정의 요구 냉매 레벨로 유지될 수 있으며, 이러한 냉매 레벨은 팽창밸브(40)를 통해 조절될 수 있으며, 상기 팽창밸브(40)를 통해 상기 증발기(20) 및 응축기(30) 내부의 액상 냉매 레벨을 조절할 수 있다.In addition, the refrigerant received in the
전술한 바와 같이, 상기 증발기(20)는 쉘 인 튜브 구조를 가지며, 상기 증발기(20) 내부의 액상냉매는 상기 쉘 내부에 소정의 정상상태 냉매레벨로 유지되어야 한다. 상기 팽창밸브(40)의 개도가 증가하여 상기 증발기(20)로 유입되는 냉매량이 증가할 경우, 상기 증발기(20) 내부의 냉매 레벨은 높아질 수 있고, 반대로 상기 팽창밸브(40)의 개도가 감소하여 상기 증발기(20)로 유입되는 냉매량이 감소할 경우, 상기 증발기(20) 내부의 냉매 레벨은 낮아질 수 있다.As described above, the
즉, 상기 팽창밸브(40)의 개도를 조절하면 상기 증발기(20) 내부의 액상 냉매 레벨을 정상상태 냉매 레벨로 유지시킬 수 있다.That is, by regulating the opening degree of the expansion valve (40), the liquid refrigerant level in the evaporator (20) can be maintained at the steady state refrigerant level.
전술한 바와 같이, 상기 증발기(20) 내부의 냉매가 소정의 냉매 레벨로 유지되지 못하는 경우 상기 증발기(20) 내부의 액상 냉매가 상기 압축기(10) 내부로 유입될 수 있고, 상기 액상 냉매가 상기 압축기(10) 내부로 유입되면 상기 압축기(10)의 임펠러(11)가 파손되거나 상기 압축기(10)의 압축량 감소에 따라 냉방 능력이 감소할 수 있다. As described above, when the refrigerant in the
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 압축기(10)로 액상 냉매가 유입되는지 여부를 판단하기 위하여 상기 제어부(70)는 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기(10) 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기(20) 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 팽창밸브(40)의 개도를 감소시킨다.2 and 3, in order to determine whether liquid refrigerant flows into the
여기서 상기 냉매의 증발압력 변화량(Sn)은 소정의 시간 간격으로 측정되고, 현재 증발압력의 변화량(Xn) 및 이전 증발압력의 변화량(Xn -1)의 가중 평균으로 결정될 수 있다. Here, the evaporation pressure variation S n of the refrigerant is measured at a predetermined time interval, and may be determined as a weighted average of the variation amount X n of the present evaporation pressure and the variation amount X n -1 of the previous evaporation pressure.
또한, 현재 증발압력의 변화량(Xn)은 현재 증발압력(Pn)과 이전 측정된 증발압력(Pn -1)의 차이 값으로 결정되고, 이전 증발압력의 변화량(Xn -1)은 이전 증발압력(Pn-1)과 그 이전 측정된 증발압력(Pn -2)의 차이 값으로 결정될 수 있다.The change amount X n of the present evaporation pressure is determined as the difference value between the present evaporation pressure P n and the previously measured evaporation pressure P n -1 and the change amount X n -1 of the previous evaporation pressure Can be determined as the difference between the previous evaporation pressure (P n-1 ) and the previously measured evaporation pressure (P n -2 ).
또한, 현재 증발압력의 변화량(Xn)에 대한 제1 가중치(λ1)는 이전 증발압력 변화(Xn -1)량에 대한 제2 가중치(λ2)보다 작으며, 상기 제1 가중치(λ1)와 제2 가중치(λ2)의 합은 1일 수 있다.Further, the first weight (λ 1 ) for the variation amount (X n ) of the present evaporation pressure is smaller than the second weight (λ 2 ) for the amount of the previous evaporation pressure change (X n -1 ), and the first weight 1 ) and the second weight (? 2 ) may be one.
정리하면 냉매의 증발압력 변화량(Sn)은 아래와 같은 수학식 4로 표현될 수 있다.In summary, the evaporation pressure variation S n of the refrigerant can be expressed by Equation (4) below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
또한, 현재 증발압력의 변화량(Xn)에 대한 제1 가중치(λ1)는 0.2일 수 있으며, 이러한 경우 이전 증발압력 변화(Xn -1)량에 대한 제2 가중치(λ2)는 0.8일 수 있다.Also, the first weight (λ 1 ) for the current variation of the evaporation pressure (X n ) may be 0.2, and the second weight (λ 2 ) for the previous evaporation pressure change (X n -1 ) Lt; / RTI >
한편, 상기 압축기의 토출과열도(C℃)는 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도와 냉매의 응축온도의 차이로 정의되며, 이러한 토출과열도(C℃)는 일정 값 이상으로 유지되어야 하고, 일 실시태양으로 상기 토출과열도(C℃)는 6℃이상으로 유지될 수 있다. 즉, 토출과열도(C℃)가 일정 값보다 작은 경우 압축기(10) 내부로 액상 냉매가 유입되는 것으로 판단된다.On the other hand, the discharge superheat degree (C ° C) of the compressor is defined as the difference between the temperature of the refrigerant discharged from the compressor (10) and the condensation temperature of the refrigerant, and the discharge superheat degree (C ° C) In one embodiment, the discharge superheat (C ° C) can be maintained at 6 ° C or higher. That is, it is judged that the liquid refrigerant flows into the
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)는 전술한 냉매의 증발압력 변화량(Sn)과 토출과열도(C℃)를 측정하기 위한 하나 이상의 압력센서(90)와 온도센서(80)를 포함한다.2, the
한편 상기 제어부(70)는 상기 증발압력 변화량(Sn)이 소정 값 이하이고 토출 과열도(C℃)가 소정 온도(A℃) 이하이면 상기 팽창밸브(40)의 개도가 감소하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
즉, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)에 따르면, 상기 증발압력 변화량(Sn)과 토출 과열도(C)에 기초하여 상기 압축기(10)로 액상 냉매가 유입되는 것을 판단하고, 상기 압축기(10)로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단하기 위하여 상기 팽창밸브(40)의 개도를 감소시킴으로써 상기 증발기(20)로 유입되는 액상 냉매의 양을 줄인다.That is, according to the
한편, 상기 증발압력 변화량(Sn)과 비교되는 상기 소정 값은 0.1이고, 상기 토출과열도(C)와 비교되는 소정 온도(A℃)는 2℃일 수 있다. 특히, 상기 증발압력 변화량(Sn)은 경우에 따라 양수 또는 음수일 수 있으며, 이때 소정 값은 ±1일 수 있다.Meanwhile, the predetermined value to be compared with the evaporation pressure change amount S n is 0.1, and the predetermined temperature (A ° C) to be compared with the discharge superheat degree (C) may be 2 ° C. In particular, the evaporation pressure variation S n may be positive or negative depending on the case, and the predetermined value may be +/- 1.
한편, 상기 제어부(70)에 의하여 조절되는 팽창밸브(40)의 개도값은 현재 팽창밸브 개도값에 하기 수학식 1에 따라 결정하는 가중치(R)를 곱하여 결정될 수 있다.The opening value of the
[수학식 1][Equation 1]
, A<= B <=6 , A < = B < = 6
전술한 바와 같이, A는 전술한 소정 온도와 대응되며, C는 현재 측정된 토출과열도와 대응되며, 일 실시태양으로 A는 2일 수 있으며, 상기 B는 2와 6 사이의 임의의 값으로 결정될 수 있고, 예를 들어 B는 4일 수 있으며, A와 B 및 C는 실험적으로 결정될 수 있다.As described above, A corresponds to the above-mentioned predetermined temperature, C corresponds to the currently measured discharge superheating, and in one embodiment, A may be 2, and B may be determined to be any value between 2 and 6 For example, B may be 4, and A, B, and C may be determined experimentally.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)의 제어방법은 압축기를 작동시키는 단계(S100)와 증발압력의 변화량(Sn)과 소정 값을 비교하는 단계(S200)와 상기 증발압력의 변화량(Sn)이 소정 값 이하인 경우 압축기의 토출과열도와 소정 온도를 비교하는 단계(S300)와 압축기의 토출과열도가 소정 온도보다 작은 경우 팽창밸브의 개도값을 조절하는 단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a method of controlling a
또한, 터보 냉동기(1)의 제어방법은 일정시간 경과 후 압축기의 토출과열도와 소정 온도를 다시 비교하는 단계(S400) 및 압축기의 토출과열도가 소정 온도 이상인 경우 정상 제어로 복귀하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.The control method of the
여기서, 상기 제어부(70)는 우선 증발압력의 변화량(Sn)과 소정 값을 비교한 후 상기 증발압력의 변화량(Sn)이 소정 값 이하인 경우에만 압축기의 토출과열도와 소정 온도를 비교하는 단계(S300)를 수행하고, 상기 증발압력의 변화량(Sn)이 소정 값보다 큰 경우 일정시간 경과 후 증발압력의 변화량(Sn)과 소정 값을 다시 비교한다.Here, comparing the predetermined temperature, the
도 4는 팽창밸브 개도와 압축기 토출과열도와의 관계를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the expansion valve opening degree and the compressor discharge superheating degree.
도 4를 참조하면, 토출과열도가 소정 온도보다 작아지는 영역(A1, A2)에 진입하면 상기 제어부(70)는 상기 팽창밸브(40)의 개도를 증가시키게 되며, 토출과열도가 작아지는 구간(A1, A2) 이후에 팽창밸브(40)의 개도가 증가하는 구간(B1, B2)을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
한편 증발기(20) 내부의 액상 냉매 레벨은 상기 응축기 내부의 냉매 레벨과도 밀접한 관계를 갖는다. 특히 터보 냉동기(1)의 초기 기동시, 부하 변동시 또는 설정온도 변동시 상기 응축기(30)의 냉매 레벨이 변동될 수 있으며, 응축기의 냉매 레벨을 일정하게 유지하지 못하는 경우 터보 냉동기(1)의 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생한다.On the other hand, the liquid refrigerant level in the
액상 냉매가 압축기(10)로 유입되는지 여부는 증발기(20)의 냉매 레벨에 기초하여 판단하거나 응축기(30)의 냉매 레벨에 기초하여 판단될 수 있다.Whether the liquid refrigerant is introduced into the
또한, 상기 응축기(30)의 냉매 레벨은 센서에 의하여 측정될 수 있으며, 상기 센서는 정전용량 레벨센서일 수 있다. 즉, 상기 터보 냉동기(1)는 상기 정상 제어 모드에서 상기 응축기(30) 내부의 냉매 레벨을 감지하기 위하여 냉매 레벨의 증가 방향을 따라 서로 다른 높이에 위치된 적어도 2개 이상의 정전용량감지센서를 추가로 포함할 수 있다.Also, the refrigerant level of the
이와 같이 응축기(30)의 냉매 레벨을 기준으로 터보 냉동기(1)를 제어하는 것을 정상 제어라 지칭할 수 있고, 본 발명에서와 같이 증발기(20)의 증발압력 변화량과 토출과열도에 기초하여 터보 냉동기(1)를 제어하는 것을 비상 제어라 지칭할 수 있다. 특히, 상기 비상 제어의 경우 상기 터보 냉동기(1)의 부분 부하 운전에 유리할 수 있다.The control of the
구체적으로 상기 제어부(70)는 상기 응축기(30)의 냉매 레벨을 기준으로 상기 팽창밸브(40)의 개도를 조절하기 위한 정상 제어 모드와 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기(10) 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기(20) 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 팽창밸브의 개도를 조절하기 위한 비상 제어 모드를 포함한다.Specifically, the
또한, 비상제어모드에서 상기 냉매의 증발압력과 압축기 토출 과열도를 측정하여 팽창밸브를 조절하는 방법은 전술한 바와 같으며, 비상제어모드로 상기 터보 냉동기(1)를 제어하는 과정, 즉 상기 제어부(70)는 상기 팽창밸브의 개도를 감소시키고 소정 시간 경과 후 상기 토출과열도가 소정 온도(A℃) 보다 크면 상기 터보 냉동기(1)를 정상 제어 모드로 작동시킬 수 있다.The method of controlling the expansion valve by measuring the evaporation pressure of the refrigerant and the superheating degree of the compressor discharge in the emergency control mode is as described above and the process of controlling the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)에 따르면, 압축기로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 용이하게 조절할 수 있다.As described above, according to the
또한, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)에 따르면, 임펠러의 파손과 냉방능력이 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 제조비용을 줄임과 동시에, 제어 응답성을 높일 수 있다.Further, according to the
도 5는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기의 개념도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기의 블록도이며, 도 7은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기의 P-h선도이다.6 is a block diagram of a turbo chiller related to a second embodiment of the present invention, and Fig. 7 is a block diagram of a turbo chiller related to the second embodiment of the present invention. Fig. It is Ph diagram of refrigerator.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)는 복수의 스테이지를 갖는 다단 압축기(110)와 상기 압축기(110)로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기(130)와 상기 응축기(130)에서 토출된 냉매로부터 액상 냉매와 기상 냉매를 분리시키고, 기상 냉매를 상기 압축기(110)로 토출시키기 위한 상분리기(150)와 상기 상분리기(150)로부터 토출된 액상 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기(120)와 상기 응축기(130)와 상기 상분리기(150) 사이에 마련된 제1 팽창밸브(141) 및 상기 상분리기(150)와 상기 증발기(120) 사이에 마련된 제2 팽창밸브(142)를 포함한다.Referring to FIGS. 5 and 6, a
또한, 상기 터보 냉동기(100)는 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 제1 팽창밸브 및 제2 팽창밸브 중 적어도 하나 이상의 팽창밸브의 개도를 감소시키기 위한 제어부(170)를 포함한다.If it is determined that the liquid refrigerant is sucked into the compressor based on the evaporation pressure change amount of the refrigerant and the compressor discharge superheating degree, the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)를 구성하는 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component constituting the
상기 압축기(110)는 복수의 스테이지를 가지며, 일 실시태양으로 저압 압축부(111)와 고압 압축부(112)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 저압 압축부(111)로는 상기 증발기(120)로부터 토출된 냉매가 유입되고, 상기 고압 압축부(112)로는 상기 상분리기(150)에서 분리된 기상 냉매가 유입된다.The
결과적으로 상기 고압 압축부(112)로는 상분리기(150)에서 분리된 기상 냉매와 저압 압축부(111)에서 압축된 냉매가 함께 압축되기 때문에 상기 압축기(110)에 가해지는 압축일이 줄어들게 된다. 상기 압축기(110)에 가해지는 압축일이 줄어들게 됨으로써 압축기(110)의 운전범위가 늘어나는 효과가 발생한다.As a result, since the gaseous refrigerant separated by the
또한, 상기 응축기(130)와 증발기(120)는 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)의 응축기(30)와 증발기와 동일한 구조를 가지므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The
즉, 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)는 압축기(110)의 운전범위를 늘리고, 터보 냉동기(100)의 효율을 높이기 위하여 압축기(110)를 복수의 스테이지로 나누고, 응축기(130)와 증발기(120) 사이에 상분리기(150)를 마련한 점과 상기 응축기(130)와 상분리기(150) 사이에 마련되는 제1 팽창밸브(141)가 마련되고, 상분리기(150)와 증발기(120) 사이에 제2 팽창밸브(142)가 마련되는 점에서만 제1 실시예와 관련된 터보 냉동기(1)와 차이를 갖는다.That is, the
또한, 제2 실시예에서 상기 제어부(170)는 상기 증발기(120)의 액상 냉매 레벨을 조절하기 위하여 제1 팽창밸브(141) 및 제2 팽창밸브(142) 중 적어도 하나 이상의 팽창밸브의 개도를 조절할 수 있으며, 구체적으로 어느 한 팽창밸브(141, 142)의 개도를 조절할 수도 있고, 제1 팽창밸브(141) 및 제2 팽창밸브(142) 각각의 개도를 조절할 수도 있다.In the second embodiment, the
이하, 설명의 편의를 위하여 상기 제어부(170)는 제2 팽창밸브(142)의 개도를 조절하는 것을 예로 들어 설명한다.Hereinafter, the
전술한 바와 같이, 상기 증발기(120)는 쉘 인 튜브 구조를 가지며, 상기 증발기(120) 내부의 액상냉매는 상기 쉘 내부에 소정의 정상상태 냉매레벨로 유지되어야 한다. 상기 제2 팽창밸브(142)의 개도가 증가하여 상기 증발기(120)로 유입되는 냉매량이 증가할 경우, 상기 증발기(120) 내부의 냉매 레벨은 높아질 수 있고, 반대로 상기 제2 팽창밸브(142)의 개도가 감소하여 상기 증발기(120)로 유입되는 냉매량이 감소할 경우, 상기 증발기(120) 내부의 냉매 레벨은 낮아질 수 있다.As described above, the
즉, 상기 제2 팽창밸브(142)의 개도를 조절하면 상기 증발기(120) 내부의 액상 냉매 레벨을 정상상태 냉매 레벨로 유지시킬 수 있다.That is, by regulating the opening degree of the
전술한 바와 같이, 상기 증발기(120) 내부의 냉매가 소정의 냉매 레벨로 유지되지 못하는 경우 상기 증발기(120) 내부의 액상 냉매가 상기 압축기(110) 내부로 유입될 수 있고, 상기 액상 냉매가 상기 압축기(110) 내부로 유입되면 상기 압축기(110)의 임펠러(도시되지 않음)가 파손되거나 상기 압축기(110)의 압축량 감소에 따라 냉방 능력이 감소할 수 있다. As described above, when the refrigerant in the
제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)에서도 상기 압축기(10)로 액상 냉매가 유입되는지 여부를 판단하기 위하여 상기 제어부(170)는 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기(110) 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기(120) 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 제2 팽창밸브(142)의 개도를 감소시킨다.In order to determine whether the liquid refrigerant flows into the
여기서 상기 냉매의 증발압력 변화량(Sn)은 소정의 시간 간격으로 측정되고, 현재 증발압력의 변화량(Xn) 및 이전 증발압력의 변화량(Xn -1)의 가중 평균으로 결정될 수 있다. Here, the evaporation pressure variation S n of the refrigerant is measured at a predetermined time interval, and may be determined as a weighted average of the variation amount X n of the present evaporation pressure and the variation amount X n -1 of the previous evaporation pressure.
또한, 현재 증발압력의 변화량(Xn)은 현재 증발압력(Pn)과 이전 측정된 증발압력(Pn -1)의 차이 값으로 결정되고, 이전 증발압력의 변화량(Xn -1)은 이전 증발압력(Pn-1)과 그 이전 측정된 증발압력(Pn -2)의 차이 값으로 결정될 수 있다.The change amount X n of the present evaporation pressure is determined as the difference value between the present evaporation pressure P n and the previously measured evaporation pressure P n -1 and the change amount X n -1 of the previous evaporation pressure Can be determined as the difference between the previous evaporation pressure (P n-1 ) and the previously measured evaporation pressure (P n -2 ).
또한, 현재 증발압력의 변화량(Xn)에 대한 제1 가중치(λ1)는 이전 증발압력 변화(Xn -1)량에 대한 제2 가중치(λ2)보다 작으며, 상기 제1 가중치(λ1)와 제2 가중치(λ2)의 합은 1일 수 있다.Further, the first weight (λ 1 ) for the variation amount (X n ) of the present evaporation pressure is smaller than the second weight (λ 2 ) for the amount of the previous evaporation pressure change (X n -1 ), and the first weight 1 ) and the second weight (? 2 ) may be one.
정리하면 냉매의 증발압력 변화량(Sn)은 아래와 같은 수학식 4로 표현될 수 있다.In summary, the evaporation pressure variation S n of the refrigerant can be expressed by Equation (4) below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
또한, 현재 증발압력의 변화량(Xn)에 대한 제1 가중치(λ1)는 0.2일 수 있으며, 이러한 경우 이전 증발압력 변화(Xn -1)량에 대한 제2 가중치(λ2)는 0.8일 수 있다.Also, the first weight (λ 1 ) for the current variation of the evaporation pressure (X n ) may be 0.2, and the second weight (λ 2 ) for the previous evaporation pressure change (X n -1 ) Lt; / RTI >
한편, 상기 압축기의 토출과열도(C℃)는 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도와 냉매의 응축온도의 차이로 정의되며, 이러한 토출과열도(C℃)는 일정 값 이상으로 유지되어야 하고, 일 실시태양으로 상기 토출과열도(C℃)는 6℃이상으로 유지될 수 있다. 즉, 토출과열도(C℃)가 일정 값보다 작은 경우 압축기(10) 내부로 액상 냉매가 유입되는 것으로 판단된다.On the other hand, the discharge superheat degree (C ° C) of the compressor is defined as the difference between the temperature of the refrigerant discharged from the compressor (10) and the condensation temperature of the refrigerant, and the discharge superheat degree (C ° C) In one embodiment, the discharge superheat (C ° C) can be maintained at 6 ° C or higher. That is, it is judged that the liquid refrigerant flows into the
도 6를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)는 전술한 냉매의 증발압력 변화량(Sn)과 토출과열도(C℃)를 측정하기 위한 하나 이상의 압력센서(190)와 온도센서(180)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
한편 상기 제어부(170)는 상기 증발압력 변화량(Sn)이 소정 값 이하이고 토출 과열도(C℃)가 소정 온도(A℃) 이하이면 상기 팽창밸브(40)의 개도가 감소하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
즉, 본 발명의 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)에 따르면, 상기 증발압력 변화량(Sn)과 토출 과열도(C)에 기초하여 상기 압축기(110)로 액상 냉매가 유입되는 것을 판단하고, 상기 압축기(110)로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단하기 위하여 상기 제2 팽창밸브(142)의 개도를 감소시킴으로써 상기 증발기(120)로 유입되는 액상 냉매의 양을 줄인다.That is, according to the
한편, 상기 증발압력 변화량(Sn)과 비교되는 상기 소정 값은 0.1이고, 상기 토출과열도(C)와 비교되는 소정 온도(A℃)는 2℃일 수 있다. 특히, 상기 증발압력 변화량(Sn)은 경우에 따라 양수 또는 음수일 수 있으며, 이때 소정 값은 ±1일 수 있다.Meanwhile, the predetermined value to be compared with the evaporation pressure change amount S n is 0.1, and the predetermined temperature (A ° C) to be compared with the discharge superheat degree (C) may be 2 ° C. In particular, the evaporation pressure variation S n may be positive or negative depending on the case, and the predetermined value may be +/- 1.
한편, 상기 제어부(170)에 의하여 조절되는 팽창밸브(40)의 개도값은 현재 팽창밸브 개도값에 하기 수학식 2에 따라 결정하는 가중치(R)를 곱하여 결정될 수 있다.The opening value of the
[수학식 2]&Quot; (2) "
, A<= B <=6 , A < = B < = 6
전술한 바와 같이, A는 전술한 소정 온도와 대응되며, C는 현재 측정된 토출과열도와 대응되며, 일 실시태양으로 A는 2일 수 있으며, 상기 B는 2와 6 사이의 임의의 값으로 결정될 수 있고, 예를 들어 B는 4일 수 있으며, A와 B 및 C는 실험적으로 결정될 수 있다.As described above, A corresponds to the above-mentioned predetermined temperature, C corresponds to the currently measured discharge superheating, and in one embodiment, A may be 2, and B may be determined to be any value between 2 and 6 For example, B may be 4, and A, B, and C may be determined experimentally.
제1 실시예에서와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)의 제어방법은 압축기를 작동시키는 단계와 증발압력의 변화량(Sn)과 소정 값을 비교하는 단계와 상기 증발압력의 변화량(Sn)이 소정 값 이하인 경우 압축기의 토출과열도와 소정 온도를 비교하는 단계와 압축기의 토출과열도가 소정 온도보다 작은 경우 제2 팽창밸브의 개도값을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.As in the first embodiment, the control method of the
또한, 터보 냉동기(100)의 제어방법은 일정시간 경과 후 압축기의 토출과열도와 소정 온도를 다시 비교하는 단계 및 압축기의 토출과열도가 소정 온도 이상인 경우 정상 제어로 복귀하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.Further, the control method of the
여기서, 상기 제어부(170)는 우선 증발압력의 변화량(Sn)과 소정 값을 비교한 후 상기 증발압력의 변화량(Sn)이 소정 값 이하인 경우에만 압축기의 토출과열도와 소정 온도를 비교하는 단계를 수행하고, 상기 증발압력의 변화량(Sn)이 소정 값보다 큰 경우 일정시간 경과 후 증발압력의 변화량(Sn)과 소정 값을 다시 비교한다.Here, comparing the predetermined temperature, the
도 5 및 도 7을 참조하면, 제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)의 P(압력)-h(엔탈피) 선도로서 M 선은 토출과열도가 소정온도보다 작은 경우를 나타내고, L 선은 토출과열도가 소정온도 이상인 경우를 나타낸다.5 and 7, the P (pressure) -h (enthalpy) diagram of the
제2 실시예와 관련된 터보 냉동기(100)를 구성하는 압축기(110)는 저압 압축부(111)와 고압 압축부(112)를 포함하고 있으며, M1, L1은 저압 압축부(111)에서의 P-h선도를 나타내고, M2, L2는 고압 압축부(112)에서의 P-h 선도를 나타낸다.The
이와 같이 토출과열도가 소정온도보다 작은 경우에는 압축기(110)에서 압축이 완료된 후 P-h 선도 상 D 영역에 위치되지만, 토출과열도가 소정온도보다 작은 경우에는 압축기(110)에서 압축이 완료된 후 P-h 선도 상 C 영역에 위치하게 된다.When the discharge and the heat are less than the predetermined temperature, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명과 관련된 터보 냉동기에 따르면, 압축기로 액상 냉매가 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 용이하게 조절할 수 있다.As described above, according to the present invention, the liquid refrigerant can be prevented from flowing into the compressor, and the liquid refrigerant level in the evaporator can be easily controlled.
또한, 본 발명과 관련된 터보 냉동기에 따르면, 임펠러의 파손과 냉방능력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.Further, according to the turbo refrigerator related to the present invention, it is possible to prevent the impeller from being damaged and the cooling ability being reduced.
또한, 본 발명과 관련된 터보 냉동기에 따르면, 제조비용을 줄임과 동시에, 제어 응답성을 높일 수 있다.Further, according to the turbo refrigerator related to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost and increase the control responsiveness.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The foregoing description of the preferred embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention, And additions should be considered as falling within the scope of the following claims.
1: 터보 냉동기
10: 압축기
20: 증발기
30: 응축기
40: 팽창밸브1: Turbo freezer
10: Compressor
20: Evaporator
30: condenser
40: expansion valve
Claims (20)
상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;
상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기;
상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브; 및
현재 증발압력의 변화량 및 이전 증발압력의 변화량의 가중 평균으로 결정되는 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 팽창밸브의 개도를 감소시키기 위한 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 냉매의 증발압력 변화량이 소정 값 이하이고 토출 과열도(C)가 소정 온도(A℃) 이하이면 상기 팽창밸브의 개도가 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.A compressor including an impeller for compressing refrigerant;
A condenser for exchanging heat between the refrigerant introduced from the compressor and the cooling water;
An evaporator for exchanging heat between the refrigerant discharged from the condenser and the cold water;
An expansion valve provided between the condenser and the evaporator; And
When it is determined that the liquid refrigerant is sucked into the compressor based on the evaporation pressure change amount of the refrigerant and the compressor discharge superheating degree which are determined by a weighted average of the change amount of the present evaporation pressure and the change amount of the previous evaporation pressure, And a control unit for reducing the opening degree of the expansion valve to lower the opening degree of the expansion valve,
Wherein the control unit controls the opening degree of the expansion valve to decrease when the change amount of the evaporation pressure of the refrigerant is equal to or lower than a predetermined value and the discharge superheat degree (C) is equal to or lower than a predetermined temperature (A DEG C).
상기 냉매의 증발압력 변화량은 소정의 시간 간격으로 측정되는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.The method according to claim 1,
Wherein the evaporation pressure change amount of the refrigerant is measured at a predetermined time interval.
현재 증발압력의 변화량에 대한 제1 가중치는 이전 증발압력 변화량에 대한 제2 가중치보다 작으며, 상기 제1 가중치와 제2 가중치의 합은 1인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.3. The method of claim 2,
Wherein the first weight for the variation of the present evaporation pressure is less than the second weight for the previous evaporation pressure change and the sum of the first weight and the second weight is one.
상기 제1 가중치는 0.2인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.The method of claim 3,
Wherein the first weight is 0.2.
상기 소정 값은 0.1이고, 상기 소정 온도는 2℃인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.The method according to claim 1,
Wherein the predetermined value is 0.1, and the predetermined temperature is 2 [deg.] C.
상기 제어부에 의하여 조절되는 팽창밸브의 개도값은 현재 팽창밸브 개도값에 하기 수학식 1에 따라 결정되는 가중치(R)를 곱하여 결정되고,
하기 수학식 1에서 A는 상기 소정 온도, B는 A와 상수 6 사이의 실험적으로 결정된 임의값, C는 현재 측정된 토출 과열도인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.
[수학식 1]
A <= B <= 63. The method of claim 2,
The opening value of the expansion valve controlled by the control unit is determined by multiplying the current expansion valve opening value by the weight R determined according to the following equation (1)
Wherein A is the predetermined temperature, B is an experimentally determined arbitrary value between A and the constant 6, and C is the currently measured discharge superheating degree.
[Equation 1]
A < = B < = 6
상기 응축기에서 토출된 냉매로부터 액상 냉매와 기상 냉매를 분리시키고 기상 냉매를 상기 압축기로 토출시키기 위한 상분리기를 더 포함하고,
상기 압축기는 복수의 스테이지를 갖는 다단 압축기로 마련되며,
상기 증발기는 상기 상분리기로부터 토출된 액상 냉매와 냉수를 열교환시키고,
상기 응축기와 상분리기 사이에는 제1 팽창밸브가, 상기 상분리기와 증발기 사이에는 제2 팽창밸브가 마련되어,
상기 제어부는 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 제1 팽창밸브 및 제2 팽창밸브 중 적어도 하나 이상의 팽창밸브의 개도를 감소시키기 위한 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.The method according to claim 1,
Further comprising a phase separator for separating the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant from the refrigerant discharged from the condenser and discharging the gaseous refrigerant to the compressor,
Wherein the compressor is provided with a multi-stage compressor having a plurality of stages,
The evaporator exchanges heat between the liquid refrigerant discharged from the phase separator and the cold water,
A first expansion valve is provided between the condenser and the phase separator, a second expansion valve is provided between the phase separator and the evaporator,
Wherein the control unit determines that the liquid refrigerant is sucked into the compressor based on the evaporation pressure change amount of the refrigerant and the superheating degree of the compressor discharge, the controller controls the first expansion valve and the second expansion valve to lower the liquid refrigerant level in the evaporator. And performs control to reduce the opening degree of at least one or more expansion valves.
상기 냉매의 증발압력 변화량은 소정의 시간 간격으로 측정되는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.9. The method of claim 8,
Wherein the evaporation pressure change amount of the refrigerant is measured at a predetermined time interval.
현재 증발압력의 변화량에 대한 제1 가중치는 이전 증발압력 변화량에 대한 제2 가중치보다 작으며, 상기 제1 가중치와 제2 가중치의 합은 1인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.10. The method of claim 9,
Wherein the first weight for the variation of the present evaporation pressure is less than the second weight for the previous evaporation pressure change and the sum of the first weight and the second weight is one.
상기 제1 가중치는 0.2인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.11. The method of claim 10,
Wherein the first weight is 0.2.
제어부는 상기 증발압력 변화가 소정 값 이하이고 토출 과열도가 소정 온도(A℃) 이하이면 상기 팽창밸브의 개도가 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.10. The method of claim 9,
Wherein the control unit controls the opening degree of the expansion valve to decrease when the evaporation pressure change is equal to or less than a predetermined value and the superheating degree of discharge is equal to or lower than a predetermined temperature (A DEG C).
상기 소정 값은 0.1이고, 상기 소정 온도는 2℃인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.13. The method of claim 12,
Wherein the predetermined value is 0.1, and the predetermined temperature is 2 [deg.] C.
제어부에 의하여 조절되는 팽창밸브의 개도값은 현재 팽창밸브 개도값에 하기 수학식 2에 따라 결정하는 가중치(R)를 곱하여 결정되고,
하기 수학식 2에서 A는 상기 소정 온도, B는 A와 상수 6 사이의 실험적으로 결정된 임의값, C는 현재 측정된 토출 과열도인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.
[수학식 2]
A <= B <= 610. The method of claim 9,
The opening value of the expansion valve controlled by the control unit is determined by multiplying the current expansion valve opening value by a weight R determined according to the following equation (2)
Wherein A is the predetermined temperature, B is an experimentally determined arbitrary value between A and 6, and C is a currently measured discharge superheating degree.
&Quot; (2) "
A < = B < = 6
상기 압축기로부터 유입된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 응축기;
상기 응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 증발기;
상기 응축기와 증발기 사이에 마련된 팽창밸브; 및
상기 응축기의 냉매 레벨을 기준으로 상기 팽창밸브의 개도를 조절하기 위한 정상 제어 모드와 현재 증발압력의 변화량 및 이전 증발압력의 변화량의 가중 평균으로 결정되는 상기 냉매의 증발압력 변화량 및 압축기 토출 과열도에 기초하여 상기 압축기 내부로 액상 냉매가 흡입되는 것으로 판단되면 상기 증발기 내부의 액상 냉매 레벨을 낮추기 위하여 상기 팽창밸브의 개도를 조절하기 위한 비상 제어 모들를 갖는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 증발압력 변화가 소정 값 이하이고 토출 과열도가 소정 온도(A℃) 이하이면 상기 팽창밸브의 개도가 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.A compressor including an impeller for compressing refrigerant;
A condenser for exchanging heat between the refrigerant introduced from the compressor and the cooling water;
An evaporator for exchanging heat between the refrigerant discharged from the condenser and the cold water;
An expansion valve provided between the condenser and the evaporator; And
A normal control mode for adjusting the opening degree of the expansion valve based on the refrigerant level of the condenser, an evaporation pressure variation amount of the refrigerant and a compressor discharge superheat degree determined by a weighted average of a variation amount of the present evaporation pressure and a variation amount of the previous evaporation pressure And a control unit having emergency control models for controlling the opening degree of the expansion valve to lower the level of the liquid refrigerant in the evaporator if it is determined that the liquid refrigerant is sucked into the compressor,
Wherein the control unit controls the opening degree of the expansion valve to decrease when the evaporation pressure change is equal to or lower than a predetermined value and the superheating degree of discharge is equal to or lower than a predetermined temperature (A DEG C).
상기 정상 제어 모드에서 상기 응축기 내부의 냉매 레벨을 감지하기 위하여 냉매 레벨의 증가 방향을 따라 서로 다른 높이에 위치된 적어도 2개 이상의 정전용량감지센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.16. The method of claim 15,
Further comprising at least two electrostatic capacity sensing sensors located at different heights along the increasing direction of the refrigerant level to sense the refrigerant level inside the condenser in the normal control mode.
상기 냉매의 증발압력 변화량은 소정의 시간 간격으로 측정되는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.16. The method of claim 15,
Wherein the evaporation pressure change amount of the refrigerant is measured at a predetermined time interval.
제어부에 의하여 조절되는 팽창밸브의 개도값은 현재 팽창밸브 개도값에 하기 수학식 3에 따라 결정하는 가중치(R)를 곱하여 결정되고,
하기 수학식 3에서 A는 상기 소정 온도, B는 A와 상수 6 사이의 실험적으로 결정된 임의값, C는 현재 측정된 토출 과열도인 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.
[수학식 3]
A <= B <= 618. The method of claim 17,
The opening value of the expansion valve controlled by the control unit is determined by multiplying the current expansion valve opening value by the weight R determined according to the following equation (3)
Wherein A is the predetermined temperature, B is an experimentally determined arbitrary value between A and the constant 6, and C is the currently measured discharge superheating degree.
&Quot; (3) "
A < = B < = 6
상기 제어부는 상기 팽창밸브의 개도를 감소시키고 소정 시간 경과 후 상기 토출과열도가 소정 온도(A℃) 보다 크면 정상 제어 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 터보 냉동기.18. The method of claim 17,
Wherein the control unit decreases the opening degree of the expansion valve and operates in a normal control mode when the discharge and the degree of heat are greater than a predetermined temperature (A DEG C) after a predetermined time elapses.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120124019A KR101467804B1 (en) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Turbo chiller |
CN201310072152.8A CN103808052B (en) | 2012-11-05 | 2013-03-07 | turbo refrigerating machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120124019A KR101467804B1 (en) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Turbo chiller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140057807A KR20140057807A (en) | 2014-05-14 |
KR101467804B1 true KR101467804B1 (en) | 2014-12-03 |
Family
ID=50705190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120124019A KR101467804B1 (en) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Turbo chiller |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101467804B1 (en) |
CN (1) | CN103808052B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107144056B (en) * | 2017-05-15 | 2019-07-30 | 广东美的暖通设备有限公司 | The control method and computer readable storage medium of air conditioner and electric expansion valve |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2853976B2 (en) * | 1995-06-01 | 1999-02-03 | オリオン機械株式会社 | Operation start control device in refrigeration cycle |
KR100505237B1 (en) * | 2002-12-18 | 2005-08-03 | 엘지전자 주식회사 | Control method of air-conditioner |
KR20080089962A (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-08 | 엘지전자 주식회사 | Airconditioner |
KR20110062455A (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-10 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioning system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4436925C2 (en) * | 1994-10-15 | 1998-05-14 | Danfoss As | Control device for the superheating temperature of at least one evaporator of a refrigeration system |
JP2001147048A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Sanden Corp | Superheat extent controller for refrigeration circuit |
US7634918B2 (en) * | 2005-07-07 | 2009-12-22 | Sanyo E & E Corporation | Refrigerator having user-controlled functions |
CN101338948A (en) * | 2008-05-09 | 2009-01-07 | 浙江盾安人工环境设备股份有限公司 | Refrigeration system provided with electronic expansion valve opening control device |
CN102032731B (en) * | 2010-12-08 | 2013-08-14 | 海尔集团公司 | Central air conditioner and method for controlling flow of refrigerant therein |
CN102220964A (en) * | 2011-05-17 | 2011-10-19 | 烟台同大制冷设备有限公司 | Control method for preventing liquid impact on refrigeration compressor |
-
2012
- 2012-11-05 KR KR1020120124019A patent/KR101467804B1/en active IP Right Grant
-
2013
- 2013-03-07 CN CN201310072152.8A patent/CN103808052B/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2853976B2 (en) * | 1995-06-01 | 1999-02-03 | オリオン機械株式会社 | Operation start control device in refrigeration cycle |
KR100505237B1 (en) * | 2002-12-18 | 2005-08-03 | 엘지전자 주식회사 | Control method of air-conditioner |
KR20080089962A (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-08 | 엘지전자 주식회사 | Airconditioner |
KR20110062455A (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-10 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioning system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103808052A (en) | 2014-05-21 |
KR20140057807A (en) | 2014-05-14 |
CN103808052B (en) | 2016-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1586836B1 (en) | Cooling cycle apparatus and method of controlling linear expansion valve of the same | |
EP2270405B1 (en) | Refrigerating device | |
EP2584291B1 (en) | Air conditioner and operation method of the same | |
US9389005B2 (en) | Two-stage compression refrigeration cycle device | |
EP2413065B1 (en) | Refrigerator | |
US20110174005A1 (en) | Refrigerating apparatus | |
KR101201635B1 (en) | An air conditioner | |
WO2006087004A1 (en) | Control of a refrigeration circuit with an internal heat exchanger | |
CN111247377B (en) | Refrigeration cycle device | |
JP2016003848A (en) | Air conditioning system and control method for the same | |
JP5669642B2 (en) | Refrigeration equipment | |
WO2017163296A1 (en) | Refrigeration device | |
US20170089614A1 (en) | Refrigeration device | |
JP5034066B2 (en) | Air conditioner | |
JP2007033002A (en) | Showcase cooler | |
KR20140048620A (en) | Turbo chiller | |
JP5586880B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP2011163729A (en) | Cooling device | |
WO2017094147A1 (en) | Air conditioner | |
JP5735441B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP6588626B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP2009186033A (en) | Two-stage compression type refrigerating device | |
KR101329752B1 (en) | Air conditioning system | |
KR101467804B1 (en) | Turbo chiller | |
WO2016135953A1 (en) | Detection apparatus for abnormalities in refrigerant amount, and refrigeration apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |