KR101977170B1 - Control method of thermostat and cooling system using phase change - Google Patents

Control method of thermostat and cooling system using phase change Download PDF

Info

Publication number
KR101977170B1
KR101977170B1 KR1020180130167A KR20180130167A KR101977170B1 KR 101977170 B1 KR101977170 B1 KR 101977170B1 KR 1020180130167 A KR1020180130167 A KR 1020180130167A KR 20180130167 A KR20180130167 A KR 20180130167A KR 101977170 B1 KR101977170 B1 KR 101977170B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
temperature
flow rate
circulation pump
chiller
Prior art date
Application number
KR1020180130167A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장명언
여승태
송혜은
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020180130167A priority Critical patent/KR101977170B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101977170B1 publication Critical patent/KR101977170B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936—Liquid coolant with phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20327—Accessories for moving fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20381—Thermal management, e.g. evaporation control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

The present technology relates to a method for controlling a phase change constant temperature cooling system of a power device. More specifically, the present invention relates to a method for controlling a constant temperature cooling system which can simultaneously satisfy constant temperature and cooling of a power device by using latent heat emitted or absorbed in changing a phase of a refrigerant.

Description

전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법{Control method of thermostat and cooling system using phase change}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a phase-

제안기술은 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매의 상이 변할 때 방출되거나 흡수되는 잠열을 이용하여 전력장치의 정온과 냉각을 동시에 만족할 수 있는 정온냉각시스템 제어 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a method for controlling a phase change type constant temperature cooling system of a power device, and more particularly, to a method for controlling a constant temperature type cooling system using a latent heat discharged or absorbed when a phase of a refrigerant changes, .

최근, 활발히 개발되고 있는 전기추진 플랫폼으로는 협소한 공간에서 높은 발열밀도의 고전압/대전력 전력장치가 이용되고 있어 고온의 발열원이 생성되고 있다.Recently, a high-voltage / high-power power device having a high heating density in a narrow space is being used as an electric propulsion platform being actively developed, and a high-temperature heat source is being generated.

이에 따라 여기서 발생되는 높은 발열량의 효율적인 제거는 필수적인 사항이 되고 있다.Therefore, efficient removal of the high calorific value generated therefrom is essential.

예를 들어, 일정한 온도 조건 하에서 제 성능을 발휘하는 배터리 및 레이저 발생장치와 같은 전력장치들은 효과적인 냉각과 더불어 일정한 온도를 유지해야만 한다.For example, power devices such as batteries and laser generators that perform under constant temperature conditions must maintain a constant temperature with effective cooling.

이러한 전력장치들을 냉각하기 위한 기존의 냉각시스템은 공기를 사용하는 공랭식과 냉각수를 사용하는 수냉식으로 나누어진다.Conventional cooling systems for cooling these power devices are divided into air-cooling using air, and water-cooling using cooling water.

공랭식은 열유속(heat flux)이 1W/cm2 이하인 전력장치에서 많이 사용되고, 수냉식은 열유속이 수백W/cm2 이하인 전력장치에서 많이 사용되고 있다.The air-cooled type has a heat flux of 1 W / cm 2 And water-cooled type is widely used in a power device having a heat flux of several hundred W / cm 2 or less.

따라서 열유속이 높은 전력장치에는 수냉식 냉각시스템이 많이 사용되고 있는데, 수냉식 냉각시스템은 부피와 중량이 크고 소요동력이 많이 사용되어 협소한 공간에 냉각시스템을 탑재해야 하는 전기추진 플랫폼에서는 적용이 어려운 문제가 있다.Therefore, a water-cooled type cooling system is widely used for a power device having a high heat flux, and a water-cooled type cooling system is difficult to apply to an electric propulsion platform in which a cooling system is required to be mounted in a narrow space due to its large volume and heavy weight, .

또한, 군에서 사용되는 전력장치는 외부온도 -32℃~+43℃ 정도의 운용 조건을 갖게 된다. 이는 고발열로 인한 막대한 열을 효과적으로 방출해야 하며, 동시에 외부온도 -32℃의 저온에서도 전력장치를 20℃ 정도의 일정한 온도를 유지해야하기 때문에 효과적인 냉각과 정온을 유지할 수 있는 시스템 및 시스템의 제어 방법을 필요로 한다.In addition, the power device used in the group has operating conditions of about -32 ° C to + 43 ° C outside temperature. It is necessary to effectively discharge enormous heat due to high heat, and at the same time maintain the power device at a constant temperature of about 20 ° C even at a low temperature of -32 ° C outside, so that a system and system control method capable of maintaining effective cooling and constant temperature in need.

미국공개특허 US2015-0359143U.S. Published Patent Application No. US2015-0359143

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 냉매의 상이 변할 때 방출되거나 흡수되는 잠열을 이용하여 전력장치의 정온과 냉각을 동시에 만족시키는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to simultaneously satisfy a constant temperature and a cooling of a power device by using a latent heat which is released or absorbed when a phase of a coolant changes.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a phase change constant temperature cooling system of a power device,

발열체의 발열량에 의해 히트싱크 내부의 냉매가 액체에서 기체로 상변화 될 때, 냉매의 건도를 일정 비율 이내로 유지하여 발열체를 일정한 온도로 유지시키는 것을 특징으로 한다.When the refrigerant in the heat sink is phase-changed from the liquid to the gas by the amount of heat generated by the heat generating element, the heat conductivity of the refrigerant is maintained within a predetermined ratio to maintain the heat generating element at a constant temperature.

냉매의 건도는 히트싱크 출구에서의 냉매의 온도를 제어하여 유지되는 것을 특징으로 한다.And the quality of the refrigerant is controlled by controlling the temperature of the refrigerant at the outlet of the heat sink.

히트싱크 출구에서의 냉매의 온도 제어는,The temperature control of the refrigerant at the heat sink outlet,

히트싱크 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계;Measuring a current temperature of the refrigerant at the heat sink outlet;

히트싱크 출구에서 측정된 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계;를 포함하여 진행되는 것을 특징으로 한다.And comparing the present temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature.

히트싱크 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계 진행 시, 냉매응축기가 작동되는 상태인 것을 특징으로 한다.And the refrigerant condenser is operated when the current temperature of the refrigerant is measured at the outlet of the heat sink.

히트싱크 출구에서 측정된 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum permissible temperature and the refrigerant minimum permissible temperature,

냉매의 현재 온도가 냉매 최고허용온도 보다 높거나 같으면, 외기온도를 냉매의 현재 온도와 비교하는 것을 특징으로 한다.When the present temperature of the refrigerant is equal to or higher than the refrigerant maximum permissible temperature, the outdoor temperature is compared with the present temperature of the refrigerant.

냉매의 현재 온도와 외기온도를 비교하여 상기 외기온도가 냉매의 현재 온도 보다 낮으면, 냉각용팬의 현재속도를 냉각용팬의 최대속도와 비교하는 것을 특징으로 한다.Comparing the current temperature of the refrigerant with the outdoor temperature, and comparing the current speed of the cooling fan with the maximum speed of the cooling fan if the outdoor temperature is lower than the current temperature of the refrigerant.

냉각용팬의 현재속도를 냉각용팬의 최대속도와 비교하여 냉각용팬의 현재속도가 냉각용팬의 최대속도 보다 낮거나 같으면, 냉각용팬의 속도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.The current speed of the cooling fan is compared with the maximum speed of the cooling fan, and if the current speed of the cooling fan is lower than or equal to the maximum speed of the cooling fan, the speed of the cooling fan is increased.

냉각용팬의 현재속도를 냉각용팬의 최대속도와 비교하여 냉각용팬의 현재속도가 냉각용팬의 최대속도 보다 높으면, 칠러의 가동 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The current speed of the cooling fan is compared with the maximum speed of the cooling fan, and if the current speed of the cooling fan is higher than the maximum speed of the cooling fan, the operation of the chiller is determined.

냉매의 현재 온도와 외기온도를 비교하여 외기온도가 냉매의 현재 온도 보다 높거나 같으면, 칠러의 가동 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.And comparing the present temperature of the refrigerant with the outdoor temperature, and if the outdoor temperature is equal to or higher than the present temperature of the refrigerant, whether or not the chiller is operated is determined.

칠러의 가동 여부를 판단할 때, 칠러가 가동 중이지 않으면, 칠러를 가동시키고, 칠러 냉매 현재온도와 칠러 냉매 최저허용온도를 비교하는 것을 특징으로 한다.When determining whether the chiller is operating, if the chiller is not running, the chiller is operated and the chiller refrigerant current temperature and the chiller refrigerant minimum allowable temperature are compared.

칠러의 가동 여부를 판단할 때, 칠러가 가동 중이면, 칠러 냉매 현재온도와 칠러 냉매 최저허용온도를 비교하는 것을 특징으로 한다.When determining whether a chiller is operating, it is characterized by comparing the current temperature of the chiller refrigerant to the minimum allowable temperature of the chiller refrigerant, if the chiller is running.

칠러 냉매 현재온도가 칠러 냉매 최저허용온도 보다 낮으면, 발열체의 가동을 정지한 후, 냉매순환펌프의 가동을 정지하여 시스템을 종료하는 것을 특징으로 한다.When the present temperature of the chiller refrigerant is lower than the minimum allowable temperature of the chiller, the operation of the heating element is stopped and then the operation of the refrigerant circulating pump is stopped to terminate the system.

칠러 냉매 현재온도가 칠러 냉매 최저허용온도 보다 높거나 같으면, 칠러 냉매 현재온도를 일정 온도 강하시킨 후 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 한다.If the present temperature of the chiller refrigerant is equal to or higher than the chiller refrigerant minimum allowable temperature, the chiller refrigerant current temperature is lowered by a certain temperature and then the temperature, pressure and flow sensor value measurement steps at each measuring point are re-executed.

히트싱크 출구에서 측정된 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum permissible temperature and the refrigerant minimum permissible temperature,

냉매의 현재 온도가 냉매 최고허용온도보다는 낮고, 냉매 최고허용온도와 냉매 최저허용온도의 중간값 보다 높거나 같으면 칠러 가동 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.And if the present temperature of the refrigerant is lower than the refrigerant maximum permissible temperature and is higher than or equal to the middle value between the refrigerant maximum permissible temperature and the refrigerant lowest permissible temperature, whether or not the chiller is operated is confirmed.

칠러 가동 여부를 확인하여 칠러가 가동 중이면, 칠러 냉매 현재온도를 증대시킨 후 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 한다.If the chiller is operating and the chiller is operating, the temperature of the chiller refrigerant is increased, and then the temperature, pressure and flow sensor value measurement steps at each measurement point are re-executed.

칠러 가동 여부를 확인하여 칠러가 가동 중이지 않으면, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 한다.And if the chiller is not running, the step of measuring the temperature, pressure and flow sensor value at each measurement point is re-executed.

히트싱크 출구에서 측정된 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum permissible temperature and the refrigerant minimum permissible temperature,

냉매의 현재 온도가 냉매 최저허용온도는 보다 높고, 냉매 최고허용온도와 냉매 최저허용온도의 중간값 보다 낮으면, 히터 가동 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that whether or not the heater is operating is confirmed when the present temperature of the refrigerant is higher than the refrigerant minimum allowable temperature and is lower than the intermediate value between the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature.

히터 가동 여부를 확인하여 히터가 가동 중이면, 히터 현재온도를 감소시키고, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 한다.If the heater is operating and the heater is operating, the current temperature of the heater is decreased, and the step of measuring the temperature, pressure and flow sensor value at each measuring point is re-executed.

히터 가동 여부를 확인하여 히터가 가동 중이지 않으면, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 한다.And when the heater is not operated and the heater is not operating, the step of measuring the temperature, pressure, and flow sensor value at each measurement point is re-executed.

히트싱크 출구에서 측정된 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum permissible temperature and the refrigerant minimum permissible temperature,

냉매의 현재 온도가 냉매 최고허용온도 보다 낮거나 같으면, 히터 현재온도와 히터 최대허용온도를 비교하는 것을 특징으로 한다.And comparing the heater current temperature with the heater maximum allowable temperature when the present temperature of the refrigerant is equal to or lower than the refrigerant maximum allowable temperature.

히터 현재온도와 히터 최대허용온도를 비교하여 히터 현재 온도가 히터 최대허용온도 보다 낮거나 같으면, 히터 현재온도를 증대시키고, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 한다.The heater current temperature is compared with the maximum permissible temperature of the heater and the heater current temperature is increased if the heater current temperature is equal to or lower than the heater permissible temperature and the step of measuring the temperature, pressure and flow sensor value at each measuring point is re- do.

히터 현재온도와 히터 최대허용온도를 비교하여 히터 현재 온도가 히터 최대허용온도 보다 높으면, 발열체의 가동을 정지시킨 후 시스템을 종료하는 것을 특징으로 한다.The controller compares the current temperature of the heater with the maximum permissible temperature of the heater and stops the operation of the heating element when the current temperature of the heater is higher than the maximum permissible temperature of the heater.

히트싱크 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계 이전에,Prior to the step of measuring the current temperature of the refrigerant at the heat sink outlet,

통합제어기에 의해 시스템이 가동되는 단계;The system being activated by an integrated controller;

히트싱크에 냉매를 공급하는 냉매순환펌프 가동 단계;A refrigerant circulation pump operation step of supplying refrigerant to the heat sink;

시스템의 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계;Measuring temperature, pressure and flow sensor values at each measurement point of the system;

냉매의 유로 선택 단계;Selecting a flow path of the refrigerant;

전력장치를 가동하고, 전력량을 측정하여 냉매의 발열량을 산출하는 단계;Calculating a calorific value of the refrigerant by operating the power device and measuring the amount of power;

냉매순환펌프의 유량 산출 단계;Calculating a flow rate of the refrigerant circulation pump;

냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 냉매순환펌프의 유량을 냉매순환펌프의 최대유량과 비교하는 단계;Comparing the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump;

상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 유량으로 시스템이 가동되는 단계;가 진행되는 것을 특징으로 한다.And the system is operated at a flow rate calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump.

냉매순환펌프 가동 단계에서 냉매순환펌프는 시스템이 가동될 수 있는 최소한의 유량인 유량 초기값으로 가동되는 것을 특징으로 한다.The refrigerant circulation pump in the refrigerant circulation pump operation phase is operated at an initial flow rate which is a minimum flow rate at which the system can be operated.

냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서는 냉매의 최소 유량을 계산하는 것을 특징으로 한다.And the minimum flow rate of the refrigerant is calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump.

냉매의 최소 유량을 계산하는 단계에서 냉매의 최소 유량은,In the step of calculating the minimum flow rate of the refrigerant,

발열체의 발열량을 기준으로 상기 냉매가 액체에서 기체로 상변화 될 때, 냉매의 건도가 100%를 넘지 않는 유량인 것을 특징으로 한다.And the flow rate of the refrigerant does not exceed 100% when the refrigerant is phase-changed from the liquid to the gas based on the calorific value of the heat generating element.

냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 냉매순환펌프의 유량을 냉매순환펌프의 최대유량과 비교하는 단계에서,In the step of comparing the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump,

냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 냉매순환펌프의 유량이 냉매순환펌프의 최대유량 보다 적거나 같으면, 냉매순환펌프의 유량 설정 단계를 진행하는 것을 특징으로 한다.When the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump is less than or equal to the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump, the flow rate setting step of the refrigerant circulation pump proceeds.

냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 냉매순환펌프의 유량을 냉매순환펌프의 최대유량과 비교하는 단계에서,In the step of comparing the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump,

냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 냉매순환펌프의 유량이 냉매순환펌프의 최대유량 보다 많으면, 발열체의 가동을 정지시킨 후 시스템을 종료하는 것을 특징으로 한다.When the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump is greater than the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump, the system is terminated after stopping the operation of the heating element.

냉매의 건도는 100% 이내로 제어되는 것을 특징으로 한다. And the quality of the refrigerant is controlled to be within 100%.

발열체는 히트싱크 내부에서 냉매의 상변화로 인한 잠열에 의해 냉각되는 것을 특징으로 한다.And the heat generating element is cooled by the latent heat due to the phase change of the refrigerant in the heat sink.

본 발명에 따르면, 냉매의 온도 변화 없이, 냉매의 상이 변할 때 방출되거나 흡수되는 잠열을 이용함으로써 냉매 유량을 줄일 수 있으며, 따라서 펌프의 소요동력 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the refrigerant flow rate by using the latent heat that is released or absorbed when the phase of the refrigerant changes without changing the temperature of the refrigerant, thereby reducing the required power of the pump.

또한, 냉각시스템에 적용되는 구성품의 부피 및 중량을 줄일 수 있으며 구성품의 소요동력 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the volume and weight of components to be applied to the cooling system can be reduced, and the power required for the components can also be reduced.

또한, 일정한 압력 하에서 일정한 포화온도를 갖는 냉매의 상변화 특성을 이용하여 발열량의 변화에도 발열원을 일정한 온도로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.Further, there is an effect that the heat source can be maintained at a constant temperature even with a change in the calorific value by using the phase change characteristic of the refrigerant having a constant saturation temperature under a constant pressure.

도 1은 본 발명에 따른 상변화 정온냉각시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 상변화 정온냉각시스템이 냉매 R-134a로 운전할 때의 p-h 선도.
도 3은 본 발명에 따른 상변화정온냉각시스템의 제어 방법 순서도.1 is a schematic diagram of a phase change constant temperature cooling system in accordance with the present invention;
Fig. 2 is a ph diagram showing the phase change constant-temperature cooling system of the present invention operated with refrigerant R-134a.
3 is a flowchart of a control method of a phase change canned cooling system according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매의 상이 변할 때 방출되거나 흡수되는 잠열을 이용하여 전력장치의 정온과 냉각을 동시에 만족할 수 있는 정온냉각시스템 제어 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a method for controlling a phase change constant temperature cooling system of a power device, and more particularly, to a constant temperature cooling system control method capable of simultaneously satisfying a constant temperature and cooling of a power device by using a latent heat emitted or absorbed when a phase of a coolant changes .

도 1에는 본 발명에 따른 상변화 정온냉각시스템의 개략도가 도시되어 있다.1 is a schematic diagram of a phase change constant temperature cooling system according to the present invention.

본 발명에서의 전력장치는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 모듈과 같은 고출력 전력장치로, 상기 전력장치의 발열 및 냉각구조는 발열체(2)와, 상기 발열체(2)에 부착되며 내부에는 냉매가 유동하는 히트싱크(Cooling channel)(4)를 포함하여 구성된다.The power device of the present invention is a high output power device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module. The heating and cooling structure of the power device is attached to the heating element 2 and the heating element 2, And a cooling channel (4) for heating and cooling.

상기 히트싱크(4)는 상기 발열체(2)에서 발생된 열을 상기 냉매와의 열교환을 통하여 냉각하게 된다. 상기 발열체(2)에서 발생하는 발열량에 의해 상기 히트싱크(4) 내부를 유동하는 상기 냉매의 온도가 해당하는 압력(정온냉각시스템 내부의 압력)의 상변화 온도가 되었을 때, 상기 냉매(상변화 물질, Phase Change Material)의 상이 액체에서 기체로 상변화 되면서 열을 흡수하여 상기 발열체(2)를 일정한 온도로 유지시키게 된다.The heat sink (4) cools the heat generated in the heat generating element (2) through heat exchange with the refrigerant. When the temperature of the refrigerant flowing in the heat sink 4 becomes the phase change temperature of the corresponding pressure (the pressure inside the constant temperature cooling system) due to the amount of heat generated in the heat generating element 2, Phase change material) is phase-changed from liquid to gas and absorbs heat to maintain the heating element 2 at a constant temperature.

즉, 상기 발열체(2)는 상기 냉매의 상변화 시 상기 냉매에 흡수되는 잠열에 의해 냉각되어 일정한 온도를 유지하게 되는 것으로, 기체에서 냉각할 때의 현열을 이용하는 것 보다 액체가 기체로 변화할 때의 잠열을 이용하기 때문에 훨씬 우수한 냉각 성능을 발휘하게 되며, 따라서 적은 유량과 동력으로 고효율의 냉각이 가능해진다.That is, the heating element 2 is cooled by the latent heat absorbed by the refrigerant at the time of the phase change of the refrigerant, and is maintained at a constant temperature. When the liquid is changed into gas rather than using the sensible heat at the time of cooling in the gas So that it is possible to achieve high efficiency cooling with a small amount of flow and power.

하기에서는 도 1을 참고하여 본 발명의 상변화 정온냉각시스템의 구성에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the phase change constant-temperature cooling system of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

상기 히트싱크(4)로부터 유출된 냉매는 관을 따라 냉매응축기(6) 또는 열교환기(10)로 유입될 수 있다. 상기 열교환기(10)는 판형 열교환기 일 수 있다.The refrigerant flowing out of the heat sink 4 may flow into the refrigerant condenser 6 or the heat exchanger 10 along the pipe. The heat exchanger 10 may be a plate type heat exchanger.

상기 히트싱크(4)는 상기 냉매응축기(6)와 연결되며, 상기 냉매응축기(6)는 상기 열교환기(10)와 연결된다. 상기 히트싱크(4)와 상기 냉매응축기(6) 사이의 유로에는 후단이 상기 열교환기(10)와 상기 냉매응축기(6) 사이의 유로에 연결되는 제1바이패스라인(14)의 전단이 연결된다.The heat sink 4 is connected to the refrigerant condenser 6 and the refrigerant condenser 6 is connected to the heat exchanger 10. The front end of the first bypass line 14 whose rear end is connected to the flow path between the heat exchanger 10 and the refrigerant condenser 6 is connected to the flow path between the heat sink 4 and the refrigerant condenser 6, do.

상기 제1바이패스라인(14)의 전단에는 상기 냉매의 유로를 제어하는 제1밸브(18)가 설치된다. A first valve (18) for controlling the flow path of the refrigerant is installed at a front end of the first bypass line (14).

상기 히트싱크(4)로부터 유출된 상기 냉매는 3-way 밸브인 상기 제1밸브(18)에 의해 상기 냉매응축기(6)로만 유입되거나, 상기 냉매응축기(6)로는 유입되지 않고 상기 제1바이패스라인(14)을 따라 상기 열교환기(10)로만 유입될 수도 있다.The refrigerant flowing out of the heat sink 4 flows into the refrigerant condenser 6 only by the first valve 18 which is a 3-way valve or does not flow into the refrigerant condenser 6, And may flow only to the heat exchanger 10 along the pass line 14. [

먼저, 상기 냉매가 상기 냉매응축기(6)로만 유입되는 경우에 대하여 설명하면, 상기 히트싱크(4)에서 액체와 기체가 혼합된 상태로 유출된 상기 냉매는 상기 냉매응축기(6)에서 냉각되어 액체로 환원된다, 이때. 상기 냉매의 냉각은 냉각용팬(8)에 의한 외부 공기와의 접촉을 통해 이루어지게 된다. 상기 냉각용팬(8)은 모터의 속도를 제어하여 상기 냉매의 냉각량을 제어하게 된다.First, the refrigerant flows into the refrigerant condenser 6, and the refrigerant, which flows out of the heat sink 4 in a mixed state of the liquid and the gas, is cooled in the refrigerant condenser 6, , Is reduced to. The cooling of the refrigerant is performed through contact with the outside air by the cooling fan 8. [ The cooling fan 8 controls the speed of the motor to control the amount of cooling of the refrigerant.

상기 냉매응축기(6)로는 유입되지 않고 상기 제1바이패스라인(14)을 따라 상기 열교환기(10)로만 유입되는 경우, 상기 히트싱크(4)에서 액체와 기체가 혼합된 상태로 유출된 상기 냉매는 상기 열교환기(10)에서 냉각되어 액체로 환원된다. 이때 상기 냉매의 냉각은 칠러(12)에 의해 이루어지게 된다. Wherein the refrigerant flows into the heat exchanger (10) only along the first bypass line (14) without flowing into the refrigerant condenser (6) The refrigerant is cooled in the heat exchanger (10) and reduced to liquid. At this time, the cooling of the refrigerant is performed by the chiller 12.

상기 냉매가 상기 냉매응축기(6)로만 유입되는 경우, 상기 냉매응축기(6)에서 상기 냉매의 온도를 일정 온도 이하로 냉각시킬 수 없다면, 상기 냉매응축기(6)로부터 유출된 상기 냉매를 상기 열교환기(10)로 유입시켜 상기 냉매를 추가적으로 냉각시킬 수 있다.If the refrigerant is only introduced into the refrigerant condenser 6 and the refrigerant can not be cooled down to a predetermined temperature or lower by the refrigerant condenser 6, the refrigerant discharged from the refrigerant condenser 6 flows into the heat exchanger 6, (10) to cool the refrigerant further.

상기 냉매가 상기 냉매응축기(6)에서 냉각된 후 상기 열교환기(10)에서 추가적으로 냉각될 때, 상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10)의 부하 정도에 따라 상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10) 각각에서의 상기 냉매의 방열량을 배분하게 된다.When the refrigerant is further cooled in the heat exchanger 10 after being cooled in the refrigerant condenser 6, depending on the degree of load of the refrigerant condenser 6 and the heat exchanger 10, The amount of heat radiation of the refrigerant in each of the heat exchangers 10 is distributed.

상기 냉각용팬(8)과 접촉되는 상기 외부 공기의 온도 및 각 구성들의 부하에 따라 방열량을 배분함으로써 정온냉각 제어가 용이하며 방열에 필요한 전력을 효율적으로 관리할 수 있게 된다.By distributing the amount of heat radiation according to the temperature of the outside air and the loads of the respective components in contact with the cooling fan 8, the constant temperature cooling control is easy and the power required for heat radiation can be efficiently managed.

상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10)의 운용은 일반적으로 상기 냉각용팬(8)이 상기 칠러(12)의 압축기 보다 적은 전력을 소모하기 때문에 상기 냉매응축기(6)를 우선적으로 사용하지만, 외기온도가 히트싱크(4) 출구에서의 냉매 온도 보다 높으면 더 이상 상기 냉매응축기(6)로 상기 냉매를 냉각시킬 수 없으므로 상기 열교환기(10)를 이용하여 상기 히트싱크(4) 출구에서의 냉매 온도를 제어하게 된다.The operation of the refrigerant condenser 6 and the heat exchanger 10 generally uses the refrigerant condenser 6 preferentially because the cooling fan 8 consumes less power than the compressor of the chiller 12 , The refrigerant can not be cooled by the refrigerant condenser 6 when the outside air temperature is higher than the refrigerant temperature at the outlet of the heat sink 4 and thus the refrigerant can not be cooled by the refrigerant condenser 6 at the outlet of the heat sink 4 using the heat exchanger 10 Thereby controlling the refrigerant temperature.

상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10)로부터 유출된 상기 냉매는 냉매용기(22)로 유입된다. 상기 냉매용기(22)는 상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10)에서 냉각된 상기 냉매를 저장하며, 정온냉각시스템 내부 압력 변동에 따른 완충작용을 하게 된다.The refrigerant discharged from the refrigerant condenser (6) and the heat exchanger (10) flows into the refrigerant container (22). The refrigerant container 22 stores the refrigerant cooled in the refrigerant condenser 6 and the heat exchanger 10, and performs a buffering effect according to the pressure fluctuation inside the constant temperature cooling system.

상기 냉매용기(22)는 상기 열교환기(10)와 연결되며, 상기 냉매용기(22)와 상기 냉매응축기(6)의 연결을 위해 상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10) 사이의 유로에는 후단이 상기 열교환기(10)와 상기 냉매용기(22) 사이의 유로에 연결되는 제2바이패스라인(16)의 전단이 연결된다.The refrigerant container 22 is connected to the heat exchanger 10 and is connected to the heat exchanger 10 through the refrigerant condenser 6 and the heat exchanger 10 for connection between the refrigerant container 22 and the refrigerant condenser 6. [ The rear end of the second bypass line 16 connected to the flow path between the heat exchanger 10 and the refrigerant container 22 is connected.

상기 제2바이패스라인(16)의 전단은 상기 열교환기(10)와 상기 냉매응축기(6) 사이에 위치하는 것으로, 상기 냉매의 유동방향에 있어서 상기 제1바이패스라인(14)의 후단에 위치하게 된다. 상기 제2바이패스라인(16)의 전단에는 상기 냉매의 유로를 제어하는 제2밸브(20)가 구비된다.The front end of the second bypass line 16 is located between the heat exchanger 10 and the refrigerant condenser 6 and is disposed at the rear end of the first bypass line 14 in the flow direction of the refrigerant. . A second valve (20) for controlling the flow path of the refrigerant is provided at a front end of the second bypass line (16).

상기 냉매가 상기 냉매응축기(6)에서 일정 온도 이하로 냉각되어 상기 열교환기(10)를 거치지 않아도 되는 경우, 3-way 밸브인 상기 제2밸브(20) 제어에 의해 상기 냉매응축기(6)에서 유출된 냉매를 상기 제2바이패스라인(16)을 따라 상기 냉매용기(22)로 이동시킬 수 있게 된다.When the refrigerant is cooled to a predetermined temperature or lower in the refrigerant condenser 6 and does not need to pass through the heat exchanger 10, the refrigerant is condensed in the refrigerant condenser 6 by the control of the second valve 20, which is a 3-way valve, So that the refrigerant can flow to the refrigerant container 22 along the second bypass line 16. [

상기 냉매가 상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10)를 통과할 때 압력 손실이 발생하게 되는데 상기 제1, 2바이패스라인(14, 16)과 상기 제1, 2밸브(18, 20)를 이용하여 상기 냉매의 유로를 제어함으로써 상기 냉매응축기 및 상기 열교환기 통과 시에 발생하는 상기 압력 손실을 제거할 수 있다. Pressure loss occurs when the refrigerant passes through the refrigerant condenser 6 and the heat exchanger 10. The first and second bypass lines 14 and 16 and the first and second valves 18 and 20 ) Is used to control the flow path of the refrigerant, so that the pressure loss occurring when the refrigerant passes through the refrigerant condenser and the heat exchanger can be removed.

예를 들어, 상기 히트싱크(4)에서 유출된 상기 냉매가 상기 냉매응축기(6)로 유입된 후 충분히 냉각되어 상기 열교환기(10)로 유입될 필요가 없는 경우, 상기 제2바이패스라인(16)을 따라 이동하게 함으로써 상기 열교환기(10)를 통과할 때 발생되는 불필요한 압력손실을 방지할 수 있다.For example, if the refrigerant flowing out of the heat sink 4 is not sufficiently cooled after being introduced into the refrigerant condenser 6 and is not required to flow into the heat exchanger 10, the second bypass line 16, it is possible to prevent an unnecessary pressure loss occurring when the refrigerant passes through the heat exchanger 10. [

또한, 상기 히트싱크(4)에서 유출된 상기 냉매의 냉각이 상기 열교환기(10)만을 통하여 진행되는 경우, 상기 제1바이패스라인(14)을 따라 이동하게 함으로써 상기 냉매응축기(6)를 통과할 때 발생되는 불필요한 압력손실을 방지할 수 있다.When the cooling of the refrigerant flowing out of the heat sink 4 proceeds only through the heat exchanger 10, the refrigerant passes through the refrigerant condenser 6 by moving along the first bypass line 14 It is possible to prevent the unnecessary pressure loss that occurs when the pressure is reduced.

상기 냉매용기(22)는 냉매순환펌프(24)와 연결되어 상기 냉매용기(22) 내부 상기 냉매는 상기 냉매순환펌프(24)로 유입된다.The refrigerant container 22 is connected to a refrigerant circulation pump 24 so that the refrigerant in the refrigerant container 22 flows into the refrigerant circulation pump 24.

상기 냉매순환펌프(24)는 상기 냉매의 유량을 제어하는 것으로, 상기 히트싱크(4)와 연결되어 상기 히트싱크(4)에 상기 냉매를 공급한다. The refrigerant circulation pump 24 controls the flow rate of the refrigerant and is connected to the heat sink 4 to supply the refrigerant to the heat sink 4.

상기 냉매순환펌프(24)와 상기 히트싱크(4) 사이의 유로에는 히터(26)가 구비된다. 상기 히터(26)는 상기 냉각용팬에 접촉되는 상기 외부 공기의 온도가 일정 온도 이하일 때, 상기 전력장치의 발열이 발생되기 전인 시스템 가동 초기에 상기 냉매를 가열하여 상기 냉매의 온도를 설정온도 이상의 정온으로 유지시키게 된다.A heater 26 is provided in the flow path between the coolant circulation pump 24 and the heat sink 4. [ The heater (26) heats the refrigerant at an initial stage of system operation before the generation of heat of the electric power unit, when the temperature of the outside air contacting the cooling fan is below a predetermined temperature, .

예를 들어, 군에서 사용되는 전력장치의 경우 외부온도 -32℃~+43℃까지 운용해야 하는데, 배터리 및 레이저 발생장치와 같이 일정한 온도를 유지해야 하는 전력장치는 외부온도가 일정 온도 이하의 정온에서 전력장치 가동 초기에 상기 히터(26)를 사용하여 정온을 유지할 수 있도록 하며, 특히 일정 온도 이하의 저온에서 초기 구동 시 사용하게 된다.For example, in the case of a power device used in the military, an external temperature should be operated from -32 ° C to + 43 ° C. In a power device, such as a battery and a laser generator, The heater 26 can be used to maintain the constant temperature at the beginning of the operation of the power device.

상기에서 설명한 상기 히트싱크(4), 상기 냉매응축기(6), 상기 열교환기(10), 상기 냉매용기(22), 상기 냉매순환펌프(24) 및 상기 히터(26) 등을 포함하는 정온냉각시스템은 통합제어기(28)에 의해 통합되어 제어된다.Temperature cooling including the above-described heat sink 4, the refrigerant condenser 6, the heat exchanger 10, the refrigerant container 22, the refrigerant circulation pump 24, and the heater 26, The system is integrated and controlled by the integrated controller 28.

상기 통합제어기(28)는 각각의 구성들의 상태와 각각의 구성에 설치되는 센서 각각의 측정값을 모니터링하여 요구되는 상기 냉매의 온도, 유량, 유로를 총괄적으로 제어하게 되는 것으로, 모든 제어 변수를 10msec(전력 장치의 특성에 따라 1msec~500msec으로 변경 가능) 마다 조정 통제하는 역할을 수행한다.The integrated controller 28 collectively controls the temperature, flow rate, and flow rate of the refrigerant by monitoring the states of the respective components and the measured values of the respective sensors installed in the respective components, (Changeable from 1msec to 500msec depending on the characteristics of the power device).

상기 냉매는 초기 충진 시에 냉매 특성을 잘 파악할 수 있도록 순수한 냉매를 주입해야 하며, 이를 위해 정온냉각시스템 내부의 진공을 유지한 상태로 포화된 냉매를 주입한다.The refrigerant is injected with pure refrigerant so as to grasp the characteristics of the refrigerant at the time of initial filling, and the saturated refrigerant is injected while keeping the vacuum inside the constant temperature cooling system.

또한, 냉매 R-245fa 등과 같이 포화압력이 낮은 냉매는 -32℃와 같이 낮은 온도에서 운전 시 정온냉각시스템의 압력이 대기압 보다 낮은 음압 상태가 되는데, 이러한 음압 상태는 밀폐부의 취약성 때문에 외부에서 기체가 침투할 수 있다.Also, refrigerant with a low saturation pressure, such as refrigerant R-245fa, becomes a negative pressure state in which the pressure of the constant-temperature cooling system is lower than atmospheric pressure during operation at a low temperature such as -32 ° C. It can penetrate.

이를 방지하기 위해 상기 냉매의 초기 충진 시 음압이 발생하지 않을 정도의 질소를 추가로 정온냉각시스템에 충진하여 운전하면, 일정 온도 이하의 저온 상태에서 가동 시에도 상기 냉매의 특성을 변화시키지 않으며 정온냉각시스템의 압력만을 일정 수준으로 상승시켜 정온냉각시스템 내부의 음압 발생을 방지할 수 있다.In order to prevent this, when nitrogen is charged into the constant temperature cooling system to such an extent that no negative pressure is generated during the initial filling of the refrigerant, the characteristics of the refrigerant are not changed even during operation at a low temperature below a certain temperature. It is possible to raise the pressure of the system to a certain level to prevent the generation of sound pressure inside the cooling system.

하기에서는 상기와 같이 구성되는 정온냉각시스템의 제어 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the control method of the constant-temperature cooling system configured as described above will be described.

도 2에는 본 발명의 상변화 정온냉각시스템이 냉매 R-134a로 운전할 때의 p-h 선도가 도시되어 있다.Fig. 2 is a p-h line diagram when the phase change constant-temperature cooling system of the present invention is operated with the refrigerant R-134a.

상기 히트싱크(4)에서 상변화가 일어나 기체가 발생될 때 건도가 100%를 넘어가면 냉매의 온도가 급격하게 상승하여 발열체(2)가 파손되는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 냉매의 상변화 시 건도가 100%를 넘지 않도록 정온냉각시스템의 변수를 제어해야 한다.If the temperature exceeds 100% when the phase change occurs in the heat sink 4 and the gas is generated, the temperature of the coolant rises sharply and the heat generating element 2 is damaged. Therefore, the parameters of the constant temperature cooling system should be controlled so that the degree of dryness of the refrigerant does not exceed 100%.

즉, 도 2의 p-h선도에서 정온냉각시스템의 각 측정점에서의 압력-온도를 측정하여 점을 찍고, 발열량과 유량을 계산하여 엔탈피를 산출하면 도 2에 표시된 청색선을 그릴 수 있는데, 이 청색선의 우측 끝이 포화액선(bubble-point curve)과 포화기증선(dew-point curve)으로 연결된 포물선 내에서 어느 정도의 비율을 가지는지를 건도로 표시하며, 만일 포화증기선의 밖으로 나갔을 때는 건도가 100%를 넘는다.That is, in the ph diagram of FIG. 2, the pressure-temperature at each measurement point of the constant-temperature cooling system is measured, a point is drawn, and a calorific value and a flow rate are calculated to calculate enthalpy. The proportion of the right end of the parabolic curve with the bubble-point curve and the dew-point curve is shown as the dryness. If the dryness is outside the saturated steam line, the dryness is 100% Over.

따라서 본 발명에서는 정온냉각시스템의 안전한 운전을 위해 상기 발열체(2)의 발열량에 의해 상기 히트싱크(4) 내부에서 상기 냉매의 상변화 시 건도를 100% 이내로 유지하여 상기 발열체(2)를 일정한 온도로 유지시킬 수 있도록 시스템 변수를 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다.Accordingly, in the present invention, in order to safely operate the constant temperature cooling system, the heat generated by the heating element 2 is maintained within 100% within the heat sink 4 during the phase change of the refrigerant to maintain the heating element 2 at a constant temperature This section explains how to control the system variables so that the system variables can be maintained.

도 3에는 본 발명에 따른 상변화 정온냉각시스템의 제어 방법 순서도가 도시되어 있다.3 is a flowchart of a control method of the phase change constant temperature cooling system according to the present invention.

본 발명의 정온냉각시스템의 제어 방법은,In the control method of the constant temperature cooling system of the present invention,

통합제어기(28)에 의해 정온냉각시스템이 가동되는 단계;Operating the constant temperature cooling system by the integrated controller 28;

상기 히트싱크(4)에 상기 냉매를 공급하는 냉매순환펌프(24) 가동 단계;A refrigerant circulation pump (24) for supplying the refrigerant to the heat sink (4);

상기 정온냉각시스템의 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계;Measuring temperature, pressure, and flow rate sensor values at respective measurement points of the constant temperature cooling system;

냉매의 유로 선택 단계;Selecting a flow path of the refrigerant;

상기 전력장치를 가동하고, 전력량을 측정하여 상기 냉매의 발열량을 산출하는 단계;Calculating a calorific value of the refrigerant by operating the power device and measuring an amount of power;

상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계;Calculating a flow rate of the refrigerant circulation pump (24);

상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프(24)의 유량을 상기 냉매순환펌프(24)의 최대유량과 비교하는 단계;Comparing the flow rate of the refrigerant circulation pump (24) calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump (24) with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump (24);

상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계에서 산출된 유량으로 시스템이 가동되는 단계;Operating the system at a flow rate calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump (24);

상기 히트싱크(4) 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계;Measuring a current temperature of the refrigerant at the outlet of the heat sink (4);

상기 히트싱크(4) 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계;를 포함하여 진행된다.Comparing the present temperature of the refrigerant measured at the outlet of the heat sink (4) with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature.

상기 통합제어기(28)에 의해 상기 정온냉각시스템이 가동되면, 상기 냉매순환펌프(24)에서는 상기 히트싱크(4)에 상기 냉매를 공급하게 된다. 이때, 상기 냉매순환펌프(24)에서 상기 히트싱크(4)로 공급하는 상기 냉매의 유량은 시스템이 가동될 수 있는 최소한의 유량인 유량 초기값이 되도록 가동된다.When the constant temperature cooling system is operated by the integrated controller 28, the refrigerant circulation pump 24 supplies the refrigerant to the heat sink 4. [ At this time, the flow rate of the refrigerant supplied from the refrigerant circulation pump 24 to the heat sink 4 is set to an initial flow rate which is a minimum flow rate at which the system can be operated.

상기 히트싱크(4)에 상기 냉매가 공급되면 상기 정온냉각시스템의 각 측정점에서 온도, 압력 및 유량 센서를 이용하여 각각의 측정값을 확인한다. When the coolant is supplied to the heat sink 4, the respective measured values are confirmed using temperature, pressure, and flow rate sensors at each measurement point of the constant temperature cooling system.

상기 온도, 압력 및 유량 센서 각각의 위치는 도 1에 ⓣ, ⓟ, ⓕ로 표시된 부분이 된다.The position of each of the temperature, pressure, and flow rate sensors is indicated by the arrows in Fig. 1, ⓟ, and ⓕ.

상기 측정값에 따라 상기 냉매응축기(6)와 상기 열교환기(10)의 상태를 판단하여 상기 냉매가 상기 냉매응축기(6)로 유입된 후 상기 제2밸브(20)를 구동하여 상기 제2바이패스라인(16)을 따라 상기 냉매용기(22)로 유입될 것인지, 상기 제1밸브(18)를 구동하여 상기 제1바이패스라인(14)을 따라 상기 열교환기(10)로 유입된 후 상기 냉매용기(22)로 유입될 것인지, 상기 냉매응축기(6)에서 냉각된 후 상기 열교환기(10)로 유입되어 다시 한 번 냉각될 것인지에 대한 유로를 선택하게 된다.The refrigerant is introduced into the refrigerant condenser 6 and then the second valve 20 is driven by determining the state of the refrigerant condenser 6 and the heat exchanger 10 according to the measured value, Is introduced into the refrigerant container 22 along the pass line 16 or is driven into the heat exchanger 10 along the first bypass line 14 by driving the first valve 18, A flow path for selecting whether the refrigerant is to be introduced into the refrigerant container 22 or cooled in the refrigerant condenser 6 and then introduced into the heat exchanger 10 and cooled again.

상기 냉매의 유로가 결정되면 상기 전력장치를 가동하고, 상기 전력장치의 전력량을 측정하여 상기 냉매의 발열량을 산출한다.When the flow path of the coolant is determined, the power device is operated, and the amount of power generated by the power device is measured to calculate a calorific value of the coolant.

상기 냉매의 발열량이 산출되면 이에 따른 상기 냉매순환펌프(24)의 유량을 산출하게 된다.When the calorific value of the refrigerant is calculated, the flow rate of the refrigerant circulation pump 24 is calculated.

상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계에서는 상기 냉매의 최소 유량을 계산하게 된다.In the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump 24, the minimum flow rate of the refrigerant is calculated.

상기 냉매의 최소 유량을 계산하는 단계에서 상기 냉매의 최소 유량은, 전력장치에 최적의 냉매 유량을 공급하기 위해 상기 발열체(2)의 현재 발열량을 기준으로 상기 냉매가 액체에서 기체로 상변화될 때, 상기 냉매의 건도가 100%를 넘지 않는 유량으로 제어되어야 한다.The minimum flow rate of the refrigerant in the step of calculating the minimum flow rate of the refrigerant may be determined by comparing the current heating value of the heating element 2 with the flow rate of the refrigerant, , The flow rate of the refrigerant should not be controlled to exceed 100%.

상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프(24)의 유량(Qi)을 상기 냉매순환펌프(24)의 최대유량과 비교하는 단계에서는, 상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프(24)의 유량(Qi)이 상기 냉매순환펌프(24)의 최대유량(Qmax) 보다 많으면 상기 발열체(2)의 가동을 정지시킨 후 시스템을 종료하게 되고, 상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프(24)의 유량(Qi)이 상기 냉매순환펌프(24)의 최대유량(Qmax) 보다 적거나 같으면 상기 냉매순환펌프(24)의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프(24)의 유량(Qi)으로 시스템을 가동하게 된다.In the step of comparing the flow rate Qi of the refrigerant circulation pump 24 calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump 24 with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump 24, If the flow rate Qi of the refrigerant circulating pump 24 calculated in the flow rate calculating step is greater than the maximum flow rate Qmax of the refrigerant circulating pump 24, the operation of the heating element 2 is stopped and then the system is terminated And the flow rate Qi of the refrigerant circulation pump 24 calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump 24 is less than or equal to the maximum flow rate Qmax of the refrigerant circulation pump 24, (Qi) of the refrigerant circulation pump (24) calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump (24).

상기 냉매의 건도는 상기 히트싱크(4) 출구에서의 상기 냉매의 온도를 제어하여 유지되는 것으로, 상기 히트싱크(4) 출구에서의 상기 냉매의 온도 제어는,The temperature of the refrigerant at the outlet of the heat sink (4) is controlled by controlling the temperature of the refrigerant at the outlet of the heat sink (4)

상기 히트싱크(4) 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계;Measuring a current temperature of the refrigerant at the outlet of the heat sink (4);

상기 히트싱크(4) 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계;를 통하여 진행된다.And comparing the present temperature of the refrigerant measured at the outlet of the heat sink 4 with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature.

상기 히트싱크(4) 출구에서 냉매의 현재 온도(Ti)를 측정하는 단계 진행 시, 상기 냉매응축기(6)는 작동 중인 상태가 된다.The refrigerant condenser 6 is in operation when the current temperature Ti of the refrigerant at the outlet of the heat sink 4 is measured.

상기 히트싱크(4) 출구에서 냉매의 현재 온도(Ti)가 냉매 최고허용온도(TH), 냉매 최저허용온도(TL) 및 그 중간값의 범위에 따라 제어 방법은 4가지로 구분된다.The control method is classified into four types according to the present temperature Ti of the refrigerant at the outlet of the heat sink 4 according to the refrigerant maximum permissible temperature TH, the refrigerant minimum permissible temperature TL and the range of the middle value thereof.

1. 상기 히트싱크(4) 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도(Ti)를 냉매 최고허용온도(TH) 및 냉매 최저허용온도(TL)와 비교하는 단계에서, 상기 냉매의 현재 온도(Ti)가 기 정해진 상기 냉매 최고허용온도(TH) 보다 높거나 같은 경우, 상기 냉각용팬(8)과 접촉되는 외기온도(TE)를 상기 냉매의 현재 온도(Ti)와 비교하게 된다.1. In a step of comparing the present temperature (Ti) of the refrigerant measured at the outlet of the heat sink (4) with the refrigerant maximum allowable temperature (TH) and the refrigerant minimum allowable temperature (TL) (TE) in contact with the cooling fan (8) is compared with the present temperature (Ti) of the refrigerant when the predetermined temperature is higher than or equal to the predetermined maximum refrigerant temperature (TH).

상기 냉매의 현재 온도(Ti)와 상기 외기온도(TE)를 비교하여 상기 외기온도(TE)가 상기 냉매의 현재 온도(Ti) 보다 높거나 같으면, 칠러(12)의 가동 여부를 판단하게 된다. If the outdoor temperature TE is higher than or equal to the present temperature Ti of the refrigerant by comparing the present temperature Ti of the refrigerant with the outdoor air temperature TE, it is determined whether the chiller 12 is operating.

상기 냉매의 현재 온도(Ti)와 상기 외기온도(TE)를 비교하여 상기 외기온도(TE)가 상기 냉매의 현재 온도(Ti) 보다 낮으면, 상기 냉각용팬(8)의 현재속도(Vi)를 상기 냉각용팬(8)의 최대속도(Vmax)와 비교하게 된다.If the outdoor temperature TE is lower than the present temperature Ti of the refrigerant by comparing the present temperature Ti of the refrigerant with the outdoor temperature TE, the current speed Vi of the cooling fan 8 is set to Is compared with the maximum speed (Vmax) of the cooling fan (8).

상기 냉각용팬(8)의 현재속도(Vi)를 상기 냉각용팬(8)의 최대속도(Vmax)와 비교하여 상기 냉각용팬(8)의 현재속도(Vi)가 상기 냉각용팬(8)의 최대속도(Vmax) 보다 낮거나 같으면, 상기 냉각용팬(8)의 현재속도(Vi)를 증가시키게 되고, 상기 냉각용팬(8)의 현재속도(Vi)를 냉각용팬(8)의 최대속도(Vmax)와 비교하여 상기 냉각용팬(8)의 현재속도(Vi)가 상기 냉각용팬(8)의 최대속도(Vmax) 보다 높으면, 칠러(12)의 가동 여부를 판단하게 된다.The current speed Vi of the cooling fan 8 is compared with the maximum speed Vmax of the cooling fan 8 so that the current speed Vi of the cooling fan 8 is equal to the maximum speed Vmax of the cooling fan 8, The current speed Vi of the cooling fan 8 is increased to the maximum speed Vmax of the cooling fan 8 and the current speed Vi of the cooling fan 8 is equal to or lower than the maximum speed Vmax of the cooling fan 8, If the current speed Vi of the cooling fan 8 is higher than the maximum speed Vmax of the cooling fan 8, it is determined whether the chiller 12 is operating.

상기 냉각용팬(8)의 현재속도(Vi)를 증가 후 다시 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하게 된다.After increasing the current speed Vi of the cooling fan 8, the temperature, pressure, and flow sensor value measurement steps at the respective measurement points are re-executed.

상기 칠러(12)의 가동 여부를 판단할 때, 상기 칠러(12)가 가동 중이지 않으면 상기 칠러(12)를 가동시킨 후, 칠러(12) 냉매 현재온도(Tic)와 칠러(12) 냉매 최저허용온도(Tc_min)를 비교하게 된다.When the chiller 12 is not operating, the chiller 12 is operated and then the refrigerant present temperature Tic and the refrigerant temperature of the chiller 12 The allowable temperature Tc_min is compared.

상기 칠러(12) 냉매 현재온도(Tic)가 상기 칠러(12) 냉매 최저허용온도(Tc_min) 보다 낮으면, 상기 발열체(2)의 가동을 정지시키고 일정 시간 후 상기 냉매순환펌프(24)의 가동을 정지하여 정온냉각시스템을 종료하게 된다.If the refrigerant present temperature Tic of the chiller 12 is lower than the refrigerant minimum allowable temperature Tc_min of the chiller 12, the operation of the heating element 2 is stopped, And terminates the constant temperature cooling system.

상기 칠러(12) 냉매 현재온도(Tic)가 상기 칠러(12) 냉매 최저허용온도(Tc_min) 보다 같거나 높으면, 상기 칠러(12) 냉매 현재온도(Tic)를 일정 온도 강하시킨 후 다시 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하게 된다.If the refrigerant present temperature Tic of the chiller 12 is equal to or higher than the refrigerant minimum allowable temperature Tc_min of the chiller 12 and the refrigerant present temperature Tic of the chiller 12 is lowered by a predetermined temperature, And the temperature, pressure, and flow sensor values of the sensor are measured again.

2. 상기 히트싱크(4) 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도(Ti)를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서, 상기 냉매의 현재 온도가 상기 냉매 최고허용온도(TH)보다는 낮고, 상기 냉매 최고허용온도(TH)와 상기 냉매 최저허용온도(TL)의 중간값 보다 높거나 같으면 칠러(12) 가동 여부를 확인하게 된다.2. In comparing the present temperature (Ti) of the refrigerant measured at the outlet of the heat sink (4) with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature, the present temperature of the refrigerant is compared with the refrigerant maximum allowable temperature (TH) And if the temperature of the chiller 12 is higher than or equal to the intermediate value between the maximum permissible refrigerant temperature TH and the minimum permissible refrigerant temperature TL,

상기 냉매의 현재 온도가 상기 냉매 최고허용온도(TH) 보다는 낮고, 상기 냉매 최고허용온도(TH)와 상기 냉매 최저허용온도(TL)의 중간값 보다 높거나 같은 상태에서 칠러(12) 가동 여부를 확인하는 경우, 상기 칠러(12) 가동 여부를 확인하여 상기 칠러(12)가 가동 중이면, 칠러(12) 냉매 현재온도(Tic)를 증대시킨 후 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하고, 상기 칠러(12)가 가동 중이지 않으면, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하게 된다.Whether or not the chiller 12 is operated in a state where the present temperature of the refrigerant is lower than the refrigerant maximum permissible temperature TH and equal to or higher than a middle value between the refrigerant maximum permissible temperature TH and the refrigerant minimum permissible temperature TL, If it is confirmed that the chiller 12 is in operation, if the chiller 12 is operating, the refrigerant present temperature Tic is increased, and then the temperature, pressure, and flow sensor value If the chiller 12 is not operating, the temperature, pressure, and flow sensor value measurement steps at each measurement point are re-executed.

3. 상기 히트싱크(4) 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도(Ti)를 냉매 최고허용온도(TH) 및 냉매 최저허용온도(TL)와 비교하는 단계에서, 상기 냉매의 현재 온도(Ti)가 상기 냉매 최저허용온도(TL)는 보다 높고, 상기 냉매 최고허용온도(TH)와 상기 냉매 최저허용온도(TL)의 중간값 보다 낮으면, 히터(26) 가동 여부를 확인하게 된다.3. In comparing the present temperature Ti of the refrigerant measured at the outlet of the heat sink 4 with the refrigerant maximum allowable temperature TH and the refrigerant minimum allowable temperature TL, If the refrigerant minimum allowable temperature TL is higher than the intermediate value between the refrigerant maximum allowable temperature TH and the refrigerant minimum allowable temperature TL, the heater 26 is checked.

상기 히터(26) 가동 여부를 확인하여 상기 히터(26)가 가동 중이면, 히터 현재온도(Tih)를 감소시키고, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하게 되며, 상기 히터(26)가 가동 중이지 않으면, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하게 된다.If the heater 26 is operating and the heater 26 is operating, the heater current temperature Tih is decreased and the temperature, pressure, and flow sensor value measurement steps at each measurement point are re-executed. The pressure, and the flow rate sensor value at each measurement point are re-executed.

4. 상기 히트싱크(4) 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도(Ti)를 냉매 최고허용온도(TH) 및 냉매 최저허용온도(TL)와 비교하는 단계에서, 상기 냉매의 현재 온도가 냉매 최저허용온도(TL) 보다 낮거나 같으면, 히터(26) 현재온도(Tih)와 히터(26) 최대허용온도(Th_max)를 비교하게 된다.4. In comparing the present temperature (Ti) of the refrigerant measured at the outlet of the heat sink (4) with the refrigerant maximum allowable temperature (TH) and the refrigerant minimum allowable temperature (TL) The current temperature Tih of the heater 26 and the maximum allowable temperature Th_max of the heater 26 are compared with each other if the temperature is equal to or lower than the allowable temperature TL.

상기 히터(26) 현재온도(Tih)와 히터(26) 최대허용온도(Th_max)를 비교하여 상기 히터(26) 현재온도(Tih)가 상기 히터(26) 최대허용온도(Th_max) 보다 낮거나 같으면, 상기 히터(26) 현재온도(Tih)를 증대시키고, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하게 되며, 상기 히터 현재 온도(Tih)가 상기 히터(26) 최대허용온도(Th_max) 보다 높으면, 상기 발열체(2)의 가동을 정지시키고 일정 시간 후 상기 냉매순환펌프(24)를 정지하여 상기 정온냉각시스템을 종료하게 된다.If the current temperature Tih of the heater 26 is lower than or equal to the maximum allowable temperature Th_max of the heater 26 by comparing the present temperature Tih of the heater 26 with the maximum allowable temperature Th_max of the heater 26 The heater current temperature Tih is increased to the maximum permissible temperature of the heater 26. In this case, the current temperature Tih of the heater 26 is increased and the temperature, Th_max), the operation of the heating element 2 is stopped, and the refrigerant circulation pump 24 is stopped after a predetermined time to terminate the constant-temperature cooling system.

상기와 같이 진행되는 본 발명의 정온냉각시스템의 제어방법은 냉매의 온도 변화 없이, 냉매의 상이 변할 때 방출되거나 흡수되는 잠열을 이용함으로써 냉매 유량을 줄일 수 있으며, 따라서 상기 냉매순환펌프의 소요 동력 또한 줄일 수 있게 된다.The control method of the constant temperature cooling system of the present invention as described above can reduce the refrigerant flow rate by using the latent heat that is released or absorbed when the phase of the refrigerant changes without changing the temperature of the refrigerant. .

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

2 : 발열체
4 : 히트싱크
6 : 냉매응축기
8 : 냉각용팬
10 : 열교환기
12 : 칠러
14 : 제1바이패스라인
16 : 제2바이패스라인
18 : 제1밸브
20 : 제2밸브
22 : 냉매용기
24 : 냉매순환펌프
26 : 히터
28 : 통합제어기2: Heating element
4: Heatsink
6: Refrigerant condenser
8: Cooling fan
10: Heat exchanger
12: Chiller
14: first bypass line
16: second bypass line
18: First valve
20: second valve
22: Refrigerant container
24: Refrigerant circulation pump
26: Heater
28: Integrated controller

Claims (30)

발열체와, 상기 발열체에 부착되며 내부에는 냉매가 유동하는 히트싱크(Heat Sink);를 포함하는 정온냉각시스템의 제어 방법에 있어서,
상기 발열체의 발열량에 의해 상기 히트싱크 내부의 상기 냉매가 액체에서 기체로 상변화 될 때,
상기 냉매의 건도를 일정 비율 이내로 유지하여 상기 발열체를 일정한 온도로 유지시키며,
상기 냉매의 건도는 상기 히트싱크 출구에서의 상기 냉매의 온도를 제어하여 유지되고,
상기 히트싱크 출구에서의 상기 냉매의 온도 제어는,
상기 히트싱크 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계;
상기 히트싱크 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계;를 포함하여 진행되는 것
을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.A control method for a constant temperature cooling system, comprising: a heating element; and a heat sink attached to the heating element and having a refrigerant flowing therein,
When the refrigerant in the heat sink is phase-changed from the liquid to the gas by the heat generation amount of the heat generating element,
Maintaining the temperature of the coolant within a predetermined ratio to maintain the temperature of the coolant at a predetermined temperature,
The dryness of the refrigerant is maintained by controlling the temperature of the refrigerant at the outlet of the heat sink,
The temperature control of the refrigerant at the outlet of the heat sink
Measuring a current temperature of the refrigerant at the heat sink outlet;
Comparing the present temperature of the refrigerant measured at the outlet of the heat sink with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature
Wherein the phase change constant temperature cooling system control method comprises the steps of: 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 히트싱크 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계 진행 시, 냉매응축기가 작동되는 상태인 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the refrigerant condenser is in operation when the current temperature of the refrigerant is measured at the outlet of the heat sink. 제1항에 있어서,
상기 히트싱크 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,
상기 냉매의 현재 온도가 상기 냉매 최고허용온도보다 높거나 같으면, 외기온도를 상기 냉매의 현재 온도와 비교하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 1,
Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature,
And comparing the outdoor temperature with a current temperature of the refrigerant when the present temperature of the refrigerant is higher than or equal to the refrigerant maximum allowable temperature. 제5항에 있어서,
상기 냉매의 현재 온도와 상기 외기온도를 비교하여 상기 외기온도가 상기 냉매의 현재 온도 보다 낮으면, 냉각용팬의 현재속도를 냉각용팬의 최대속도와 비교하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.6. The method of claim 5,
And comparing the current temperature of the refrigerant with the outside temperature of the cooling fan, and comparing the current speed of the cooling fan with the maximum speed of the cooling fan if the outside air temperature is lower than the current temperature of the refrigerant. System control method. 제6항에 있어서,
상기 냉각용팬의 현재속도를 냉각용팬의 최대속도와 비교하여 상기 냉각용팬의 현재속도가 상기 냉각용팬의 최대속도 보다 낮거나 같으면, 상기 냉각용팬의 속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 6,
And the speed of the cooling fan is increased when the current speed of the cooling fan is lower than or equal to the maximum speed of the cooling fan by comparing the current speed of the cooling fan with the maximum speed of the cooling fan, Control Method of Constant Temperature Cooling System. 제6항에 있어서,
상기 냉각용팬의 현재속도를 냉각용팬의 최대속도와 비교하여 상기 냉각용팬의 현재속도가 상기 냉각용팬의 최대속도 보다 높으면, 칠러의 가동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 6,
Wherein the control unit determines whether or not the chiller is operated when the current speed of the cooling fan is compared with the maximum speed of the cooling fan and the current speed of the cooling fan is higher than the maximum speed of the cooling fan. Control method. 제5항에 있어서,
상기 냉매의 현재 온도와 상기 외기온도를 비교하여 상기 외기온도가 상기 냉매의 현재 온도 보다 높거나 같으면, 칠러의 가동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.6. The method of claim 5,
And comparing the current temperature of the refrigerant with the outdoor temperature, and determining whether the chiller is in operation if the outdoor temperature is equal to or higher than a current temperature of the refrigerant. 제9항에 있어서,
상기 칠러의 가동 여부를 판단할 때, 상기 칠러가 가동 중이지 않으면, 상기 칠러를 가동시키고, 칠러 냉매 현재온도와 칠러 냉매 최저허용온도를 비교하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the chiller is operated and the chiller refrigerant current temperature is compared with a chiller refrigerant minimum allowable temperature when the chiller is not in operation when determining whether the chiller is in operation, Way. 제10항에 있어서,
상기 칠러의 가동 여부를 판단할 때, 상기 칠러가 가동 중이면, 칠러 냉매 현재온도와 칠러 냉매 최저허용온도를 비교하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the chiller refrigerant current temperature and the chiller refrigerant minimum allowable temperature are compared when the chiller is in operation when the chiller is in operation. 제11항에 있어서,
상기 칠러 냉매 현재온도가 상기 칠러 냉매 최저허용온도 보다 낮으면, 상기 발열체의 가동을 정지한 후, 냉매순환펌프의 가동을 정지하여 시스템을 종료하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.12. The method of claim 11,
Wherein when the present temperature of the chiller refrigerant is lower than the minimum allowable temperature of the chiller refrigerant, the operation of the heating element is stopped, and the operation of the refrigerant circulation pump is stopped to terminate the system. Way. 제11항에 있어서,
상기 칠러 냉매 현재온도가 상기 칠러 냉매 최저허용온도 보다 높거나 같으면, 상기 칠러 냉매 현재온도를 일정 온도 강하시킨 후 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.12. The method of claim 11,
Wherein when the present temperature of the chiller refrigerant is equal to or higher than the minimum allowable temperature of the chiller refrigerant, the step of measuring the temperature, the pressure, and the flow sensor value at each measurement point is re- Wherein the phase change cooling system comprises a phase change cooling system. 제1항에 있어서,
상기 히트싱크 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,
상기 냉매의 현재 온도가 상기 냉매 최고허용온도보다는 낮고, 상기 냉매 최고허용온도와 상기 냉매 최저허용온도의 중간값 보다 높거나 같으면 칠러 가동 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 1,
Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature,
Wherein the controller determines whether the chiller is operated when the current temperature of the refrigerant is lower than the maximum allowable temperature of the refrigerant and is equal to or higher than a middle value between the maximum permissible refrigerant temperature and the minimum permissible temperature of the refrigerant. Control method. 제14항에 있어서,
상기 칠러 가동 여부를 확인하여 상기 칠러가 가동 중이면, 칠러 냉매 현재온도를 증대시킨 후 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.15. The method of claim 14,
Wherein when the chiller is in operation and the chiller is in operation, the chiller refrigerant current temperature is increased, and the step of measuring the temperature, pressure and flow sensor value at each measurement point is re-executed. Control method. 제14항에 있어서,
상기 칠러 가동 여부를 확인하여 상기 칠러가 가동 중이지 않으면, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the step of measuring the temperature, the pressure, and the flow sensor value at each measurement point is re-executed if the chiller is not operated and the chiller is not operated. 제1항에 있어서,
상기 히트싱크 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,
상기 냉매의 현재 온도가 상기 냉매 최저허용온도는 보다 높고, 상기 냉매 최고허용온도와 상기 냉매 최저허용온도의 중간값 보다 낮으면, 히터 가동 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 1,
Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature,
Wherein the controller determines whether the heater is operating when the present temperature of the refrigerant is higher than the lowest allowable temperature of the refrigerant and less than a middle value between the maximum allowable temperature of the refrigerant and the lowest allowable temperature of the refrigerant. System control method. 제17항에 있어서,
상기 히터 가동 여부를 확인하여 상기 히터가 가동 중이면, 히터 현재온도를 감소시키고, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.18. The method of claim 17,
Wherein the control unit determines whether the heater is in operation and decreases the current temperature of the heater when the heater is operating, and re-executes the step of measuring the temperature, the pressure, and the flow sensor value at each measurement point. Way. 제17항에 있어서,
상기 히터 가동 여부를 확인하여 상기 히터가 가동 중이지 않으면, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.18. The method of claim 17,
Wherein the step of measuring the temperature, the pressure and the flow sensor value at each measurement point is re-executed if the heater is not operated and the heater is not operating. 제1항에 있어서,
상기 히트싱크 출구에서 측정된 상기 냉매의 현재 온도를 냉매 최고허용온도 및 냉매 최저허용온도와 비교하는 단계에서,
상기 냉매의 현재 온도가 냉매 최저허용온도 보다 낮거나 같으면, 히터 현재온도와 히터 최대허용온도를 비교하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 1,
Comparing the current temperature of the refrigerant measured at the heat sink outlet with the refrigerant maximum allowable temperature and the refrigerant minimum allowable temperature,
And comparing the heater current temperature with the heater maximum allowable temperature when the current temperature of the refrigerant is lower than or equal to the refrigerant minimum allowable temperature. 제20항에 있어서,
상기 히터 현재온도와 히터 최대허용온도를 비교하여 상기 히터 현재 온도가 상기 히터 최대허용온도 보다 낮거나 같으면, 상기 히터 현재온도를 증대시키고, 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계를 재수행하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.21. The method of claim 20,
If the current heater temperature is lower than or equal to the heater maximum allowable temperature by comparing the heater current temperature with the heater maximum allowable temperature, the heater current temperature is increased and the step of measuring the temperature, pressure, Change cooling system of the power device. 제20항에 있어서,
상기 히터 현재온도와 히터 최대허용온도를 비교하여 상기 히터 현재 온도가 상기 히터 최대허용온도 보다 높으면, 상기 발열체의 가동을 정지시킨 후 시스템을 종료하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.21. The method of claim 20,
Wherein the control unit stops the operation of the heating element and then terminates the system when the current heater temperature is higher than the heater maximum allowable temperature by comparing the heater current temperature with the heater maximum allowable temperature. Way. 제1항에 있어서,
상기 히트싱크 출구에서 냉매의 현재 온도를 측정하는 단계 이전에,
통합제어기에 의해 시스템이 가동되는 단계;
상기 히트싱크에 상기 냉매를 공급하는 냉매순환펌프 가동 단계;
상기 시스템의 각 측정점에서의 온도, 압력 및 유량 센서 값 측정단계;
냉매의 유로 선택 단계;
전력장치를 가동하고, 전력량을 측정하여 냉매의 발열량을 산출하는 단계;
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계;
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프의 유량을 상기 냉매순환펌프의 최대유량과 비교하는 단계;
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 유량으로 시스템이 가동되는 단계;가 진행되는 것
을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 1,
Before the step of measuring the current temperature of the refrigerant at the heat sink outlet,
The system being activated by an integrated controller;
Operating the refrigerant circulation pump to supply the refrigerant to the heat sink;
Measuring temperature, pressure and flow sensor values at each measurement point of the system;
Selecting a flow path of the refrigerant;
Calculating a calorific value of the refrigerant by operating the power device and measuring the amount of power;
Calculating a flow rate of the refrigerant circulation pump;
Comparing the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump;
Wherein the system is operated at a flow rate calculated in the flow rate calculating step of the refrigerant circulation pump;
Wherein the phase change constant temperature cooling system control method comprises the steps of: 제23항에 있어서,
상기 냉매순환펌프 가동 단계에서 상기 냉매순환펌프는 시스템이 가동될 수 있는 최소한의 유량인 유량 초기값으로 가동되는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.24. The method of claim 23,
Wherein the refrigerant circulation pump is operated at an initial flow rate which is a minimum flow rate at which the system can be operated in the operation of operating the refrigerant circulation pump. 제23항에 있어서,
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서는 상기 냉매의 최소 유량을 계산하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.24. The method of claim 23,
Wherein the minimum flow rate of the refrigerant is calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump. 제25항에 있어서,
상기 냉매의 최소 유량을 계산하는 단계에서 상기 냉매의 최소 유량은,
상기 발열체의 발열량을 기준으로 상기 냉매가 액체에서 기체로 상변화 될 때, 상기 냉매의 건도가 100%를 넘지 않는 유량인 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.26. The method of claim 25,
In the step of calculating the minimum flow rate of the refrigerant,
Wherein the flow rate of the refrigerant does not exceed 100% when the refrigerant is phase-changed from liquid to gas based on a calorific value of the heating element. 제26항에 있어서,
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프의 유량을 상기 냉매순환펌프의 최대유량과 비교하는 단계에서,
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프의 유량이 상기 냉매순환펌프의 최대유량 보다 적거나 같으면, 상기 냉매순환펌프의 유량 설정 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.27. The method of claim 26,
Comparing the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump,
Wherein the step of setting the flow rate of the refrigerant circulation pump is performed when the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump is less than or equal to the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump, Control Method of Constant Temperature Cooling System. 제26항에 있어서,
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프의 유량을 상기 냉매순환펌프의 최대유량과 비교하는 단계에서,
상기 냉매순환펌프의 유량 산출 단계에서 산출된 상기 냉매순환펌프의 유량이 상기 냉매순환펌프의 최대유량 보다 많으면, 상기 발열체의 가동을 정지시킨 후 시스템을 종료하는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.27. The method of claim 26,
Comparing the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump with the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump,
Wherein when the flow rate of the refrigerant circulation pump calculated in the flow rate calculation step of the refrigerant circulation pump is greater than the maximum flow rate of the refrigerant circulation pump, the system is terminated after stopping the operation of the heating element. Cooling system control method. 제1항에 있어서,
상기 냉매의 건도는 100% 이내로 제어되는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the quality of the refrigerant is controlled to be within 100%. 제1항에 있어서,
상기 발열체는 상기 히트싱크 내부에서 상기 냉매의 상변화로 인한 잠열에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 전력장치의 상변화 정온냉각시스템 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heating element is cooled by latent heat due to a phase change of the refrigerant in the heat sink.
KR1020180130167A 2018-10-29 2018-10-29 Control method of thermostat and cooling system using phase change KR101977170B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180130167A KR101977170B1 (en) 2018-10-29 2018-10-29 Control method of thermostat and cooling system using phase change

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180130167A KR101977170B1 (en) 2018-10-29 2018-10-29 Control method of thermostat and cooling system using phase change

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101977170B1 true KR101977170B1 (en) 2019-05-10

Family

ID=66580966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180130167A KR101977170B1 (en) 2018-10-29 2018-10-29 Control method of thermostat and cooling system using phase change

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101977170B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980022455A (en) * 1996-09-23 1998-07-06 박상록 Car air conditioner
KR20080104874A (en) * 2007-05-29 2008-12-03 한국과학기술연구원 Cooling unit for cooling heating element, cooling apparatus for heating element and electronic device having the same
KR20110059344A (en) * 2009-11-27 2011-06-02 엘지전자 주식회사 Chiller and control method of the same
US20150359143A1 (en) 2014-06-10 2015-12-10 Abb Technology Oy Method of heat transfer in power electronics applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980022455A (en) * 1996-09-23 1998-07-06 박상록 Car air conditioner
KR20080104874A (en) * 2007-05-29 2008-12-03 한국과학기술연구원 Cooling unit for cooling heating element, cooling apparatus for heating element and electronic device having the same
KR20110059344A (en) * 2009-11-27 2011-06-02 엘지전자 주식회사 Chiller and control method of the same
US20150359143A1 (en) 2014-06-10 2015-12-10 Abb Technology Oy Method of heat transfer in power electronics applications

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108091903B (en) Fuel cell stack thermal management device, system and method
JP5779070B2 (en) Solar energy utilization system
CN108601314A (en) A kind of liquid cooling system and flow rate adjusting method
CN113038807B (en) Control method of liquid-cooled electric energy system, liquid-cooled electric energy system and storage medium
JP2008128809A (en) Temperature adjustment device for testing
CN107425229A (en) A kind of cold battery system of liquid used for electric vehicle and its thermal management algorithm
CN209266501U (en) A kind of cooling system of novel Hydrogen Energy automotive fuel cell stack mentioned
JPS627463B2 (en)
CN114929000A (en) Power supply water cooling system with mixed WBG (work breakdown voltage) and Si (silicon on insulator) devices and control strategy thereof
KR102190259B1 (en) Apparatus and controll method for constant temperature and humidity
KR101977170B1 (en) Control method of thermostat and cooling system using phase change
KR101445942B1 (en) System and Apparatus for water cooling and method for the same
CN204943789U (en) cooling water energy-saving control system
KR20190064789A (en) Air cooling system for fuel cell
CN101975489A (en) Precise temperature control system with all-weather wide temperature zone
KR20120050640A (en) Battery thermal management system
KR101969093B1 (en) Thermostat and cooling system using phase change
JP2006105452A (en) Cogeneration system and its control method
JP3732893B2 (en) Control method of absorption chiller / heater
CN114025576A (en) Heat dissipation system based on heat pump frequency converter and control method thereof
JP2018141565A (en) Absorption type refrigeration system
US11319875B2 (en) Compressed air energy storage power generation device
JP2003329355A (en) Cooling device
KR102352708B1 (en) Integrated thermal management system for railway vehicle
CN201858816U (en) All-weather and broad-temperature-zone precision temperature control system

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant