KR102014466B1 - 칠러유닛 및 이를 포함하는 칠러시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칠러유닛 및 그를 포함하는 칠러시스템에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 칠러유닛에는, 제 1 압축기, 제 2 압축기, 증발기 및 응축기를 포함하는 칠러유닛에 있어서, 상기 응축기에는, 소정의 내부공간을 갖는 응축기 본체, 상기 응축기 본체의 내부공간을 구획하는 구획벽, 상기 응축기 본체의 양 단에 결합되는 제 1 응축플레이트 및 제 2 응축플레이트, 상기 제 1 응축플레이트, 상기 구획벽 및 상기 응축기 본체에 의해 정의되는 제 1 응축부 및 상기 제 2 응축플레이트, 상기 구획벽 및 상기 응축기 본체에 의해 정의되는 제 2 응축부가 포함되고, 상기 제 1 응축부에는 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매가 유동되고, 상기 제 2 응축부에는 상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 유동된다.

Description

칠러유닛 및 이를 포함하는 칠러시스템{Ciller unit and Chiller system including the same}
본 발명은 칠러유닛 및 이를 포함하는 칠러시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 칠러시스템은 냉수를 수요처로 공급하는 시스템을 의미한다. 자세하게는, 상기 칠러시스템은 냉매사이클을 순환하는 냉매와 수요처를 순환하는 냉수 간에 열교환에 의해 상기 냉수를 냉각시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 칠러시스템은 비교적 대용량 설비로서, 규모가 큰 건물 등에 설치될 수 있다.
도 1은 종래의 칠러 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 칠러 시스템(1)은, 칠러유닛 및 수요처(6)를 포함한다. 상기 수요처(6)는 일 예로 냉수를 이용하는 공기조화장치로서 이해될 수 있다.
상기 칠러유닛에는, 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(3)와, 상기 응축기(3)에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치(4) 및 상기 팽창장치(4)에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기(5)가 포함된다.
냉매는 상기 응축기(3)에서 외부 공기와 열교환 되며, 상기 증발기(5)에서 냉수와 열교환 될 수 있다.
상기 칠러 시스템(1)은, 상기 증발기(5)와 수요처(6)를 연결하여 냉수의 순환을 가이드 하는 냉수 배관(8) 및 상기 냉수 배관(8)에 제공되어 냉수의 유동력을 발생시키는 펌프(7)를 포함한다.
상기 펌프(7)가 작동하면, 냉수는 상기 냉수 배관(8)을 경유하여, 상기 수요처(6)로부터 상기 증발기(5)로, 그리고 상기 증발기(5)로부터 상기 수요처(6)로 유동할 수 있다.
상기 증발기(5)에는, 냉매가 유동하는 냉매 유로(5a) 및 냉수가 유동하는 냉수 유로(5b)가 구비된다. 상기 냉매 유로(5a)의 냉매와 냉수 유로(5b)의 냉수는 서로 간접적으로 열교환 될 수 있다.
상기 칠러유닛은, 다양한 크기 또는 용량으로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 칠러유닛의 크기 또는 용량이라 함은, 냉동 시스템의 능력, 즉 냉동능력에 대응되는 개념으로서, 냉동톤(RT, Refrigeration Ton)의 단위로 표시될 수 있다.
상기 칠러유닛은, 상기 칠러유닛이 설치되는 건물 등의 크기, 순환되는 냉수의 용량 또는 공기조화 용량 등에 따라 다양한 냉동톤을 가지는 설비로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 칠러유닛은 200RT, 500RT, 1000RT, 1500RT, 2000RT, 3000RT 등의 용량을 가지는 것으로 제작될 수 있다.
또한, 상기 칠러유닛에는 복수의 압축기가 구비되는 경우가 있다. 따라서, 필요에 따라 압축기의 개수를 달리 가동시킬 수 있다. 그러나, 하나의 압축기가 작동되고 있는 도중에 다른 압축기가 작동되는 경우, 압력차에 의한 서지가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 이를 방지하도록 복수의 압축기가 각각의 응축기 및 증발기를 구비하는 경우, 상기 칠러유닛의 크기가 커지고 설치공간의 제약을 받는 문제점이 있다.
본원발명은 서지의 발생을 방지하도록 구성된 복수의 압축기를 구비한 칠러유닛 및 그를 포함하는 칠러시스템을 제공한다.
또한, 각 구성을 효과적으로 활용하여 부피를 최소화한 칠러유닛 및 그를 포함하는 칠러시스템을 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 칠러유닛에는, 제 1 압축기, 제 2 압축기, 증발기 및 응축기를 포함하는 칠러유닛에 있어서, 상기 응축기에는, 소정의 내부공간을 갖는 응축기 본체, 상기 응축기 본체의 내부공간을 구획하는 구획벽, 상기 응축기 본체의 양 단에 결합되는 제 1 응축플레이트 및 제 2 응축플레이트, 상기 제 1 응축플레이트, 상기 구획벽 및 상기 응축기 본체에 의해 정의되는 제 1 응축부 및 상기 제 2 응축플레이트, 상기 구획벽 및 상기 응축기 본체에 의해 정의되는 제 2 응축부가 포함되고, 상기 제 1 응축부에는 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매가 유동되고, 상기 제 2 응축부에는 상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 유동된다.
상기 응축기에는, 상기 제 1 응축부 및 상기 제 2 응축부를 관통하여 설치되는 냉각수배관이 더 포함될 수 있다.
상기 제 1 응축플레이트, 상기 제 2 응축플레이트 및 상기 구획벽에는 상기 냉각수배관이 끼워지는 결합홀이 구비될 수 있다.
상기 냉각수배관과 상기 결합홀 사이에는 냉매의 유동을 차단하는 실링부재가 구비될 수 있다.
상기 응축기 본체는 축방향으로 연장된 원통형상으로 구비되고, 상기 제 1 응축플레이트, 상기 제 2 응축플레이트 및 상기 구획벽은 상기 응축기 본체의 내부에 수용되는 냉매의 축방향유동을 차단하도록 설치될 수 있다.
상기 구획벽은 상기 응축기 본체의 반경방향으로 연장되어 상기 응축기 본체의 내측면과 접하도록 배치될 수 있다.
상기 구획벽은 냉매의 유동을 차단하기 위해 상기 응축기 본체의 단면과 대응되는 원판형상으로 구비될 수 있다.
상기 응축기에는 소정의 냉각수가 수용되는 제 1 냉각수수용부 및 제 2 냉각수수용부가 더 포함되고, 상기 제 1 응축플레이트에는 상기 제 1 냉각수수용부가 결합되고, 상기 제 2 응축플레이트에는 상기 제 2 냉각수수용부가 결합되어, 상기 제 1 냉각수수용부, 상기 제 1 응축플레이트, 상기 응축기 본체, 상기 제 2 응축플레이트 및 상기 제 2 냉각수수용부가 차례로 배치되어 결합될 수 있다.
상기 제 1 냉각수수용부에는, 냉각수가 유입되는 제 1 냉각수결합부 및 냉각수가 토출되는 제 2 냉각수결합부가 구비되어, 상기 제 1 냉각수결합부로 유입된 냉각수는, 상기 제 1 냉각수수용부에서 상기 냉각수 배관을 따라 상기 제 2 냉각수수용부로 유동되고, 상기 제 2 냉각수수용부에서 상기 냉각수 배관을 따라 상기 제 1 냉각수수용부로 다시 유동되어 상기 제 2 냉각수결합부로 토출될 수 있다.
상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기는 다단압축 원심 압축기로 마련될 수 있다.
상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에는, 냉매의 유동방향으로 차례로 배치되는 한 쌍의 임펠러가 포함될 수 있다.
상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기는 어느 하나가 동작되는 도중에 다른 하나가 동작가능하도록 구동될 수 있다.
상기 제 1 응축부에서 유동된 냉매를 분리하여 기상냉매는 상기 제 1 압축기로 유동시키고 나머지는 상기 증발기로 유동시키는 제 1 이코노마이저 및 상기 제 2 응축부에서 유동된 냉매를 분리하여 기상냉매는 상기 제 2 압축기로 유동시키고 나머지는 상기 증발기로 유동시키는 제 2 이코노마이저를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 이코노마이저 및 상기 제 2 이코노마이저에서 유동된 냉매는 합지되어 상기 증발기로 유동되고, 상기 증발기에서 증발된 냉매는 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기로 분지되어 유동될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 칠러시스템에는, 상기 칠러유닛을 포함하는 칠러시스템에 있어서, 상기 칠러유닛에 냉각수를 공급하는 냉각탑, 상기 칠러유닛과 열교환 되는 냉수가 순환하는 냉수 수요처, 냉각수가 순환되도록 상기 칠러유닛과 상기 냉각탑을 연결하는 냉각수 순환유로 및 냉수가 순환되도록 상기 칠러유닛과 상기 냉수 수요처를 연결하는 냉수 순환유로가 포함된다.
이러한 본 발명에 의하면, 복수의 압축기를 구비하여 필요에 따라 동시에 구동하거나 어느 하나만을 구동하여 효과적으로 운전할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 하나의 압축기를 구동하는 도중 다른 하나의 압축기를 구동하여도 서지의 발생이 방지되도록, 응축기를 구획하여 안정적으로 운전할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 응축기를 별도로 구비하지 않고, 하나의 응축기의 내부공간을 구획하여 마련함에 따라 부피의 증가가 없다는 장점이 있다.
또한, 냉각수배관은 상기 응축기의 내부공간을 모두 관통하도록 설치됨에 따라, 칠러유닛의 동작과 무관하게 냉각수가 유동될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 복수의 압축기를 다단압축기로 마련함에 따라 보다 효과적으로 냉매를 압축할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 별도의 장치를 추가하지 않고 복수의 압축기를 구비한 칠러유닛 및 그를 포함하는 칠러시스템을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 칠러시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 칠러유닛을 유체의 유동과 함께 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러유닛을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 칠러유닛를 정면에서 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러유닛의 응축기를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러시스템을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 칠러시스템(10)에는, 냉동 사이클이 형성되는 칠러유닛(100)과, 상기 칠러유닛(100)에 냉각수를 공급하는 냉각탑(20) 및 상기 칠러유닛(100)과 열교환 되는 냉수가 순환하는 냉수 수요처(30)를 포함된다.
이때, 상기 냉수 수요처(30)는 냉수를 이용하여 공기조화를 수행하는 장치 또는 공간으로 이해될 수 있다.
상기 칠러유닛(100)과 상기 냉각탑(20)의 사이에는, 냉각수 순환유로(40)가 제공된다. 상기 냉각수 순환유로(40)는 냉각수가 상기 냉각탑(20)과 상기 칠러유닛(100)을 순환하도록 가이드 하는 배관이다.
상기 냉각수 순환유로(40)에는, 냉각수가 상기 칠러유닛(100)으로 유입되도록 가이드 하는 냉각수 입수유로(42) 및 상기 칠러유닛(100)에서 가열된 냉각수가 상기 냉각탑(20)으로 유동하도록 가이드 하는 냉각수 출수유로(44)가 포함될 수 있다.
상기 냉각수 입수유로(42) 및 상기 냉각수 출수유로(44) 중 적어도 하나의 유로에는, 냉각수의 유동을 위하여 구동되는 냉각수 펌프(46)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 2에는 상기 냉각수 입수유로(42)에 상기 냉각수 펌프(46)가 제공되는 것으로 도시하였다.
상기 냉각수 출수유로(44)에는, 상기 냉각탑(20)으로 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 출수 온도센서(47)가 제공될 수 있다. 그리고, 상기 냉각수 입수유로(42)에는, 상기 냉각탑(20)으로부터 토출되는 냉각수의 온도를 감지하는 입수 온도센서(48)가 제공될 수 있다.
상기 칠러유닛(100)과 상기 냉수 수요처(30)의 사이에는, 냉수 순환유로(50)가 제공된다. 상기 냉수 순환유로(50)는 냉수가 상기 냉수 수요처(30)와 상기 칠러유닛(100)을 순환하도록 가이드 하는 배관이다.
상기 냉수 순환유로(50)에는, 냉수가 상기 칠러유닛(100)으로 유입되도록 가이드 하는 냉수 입수유로(52) 및 상기 칠러유닛(100)에서 냉각된 냉수가 상기 냉수 수요처(30)로 유동하도록 가이드 하는 냉수 출수유로(54)가 포함될 수 있다.
상기 냉수 입수유로(52) 및 상기 냉수 출수유로(54) 중 적어도 하나의 유로에는, 냉수의 유동을 위하여 구동되는 냉수 펌프(56)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 2에는 상기 냉수 입수유로(52)에 상기 냉수 펌프(56)가 제공되는 것으로 도시하였다.
이때, 상기 냉수 수요처(30)는 공기를 냉수와 열교환시키는 수냉식 공조기일 수 있다.
예를 들어, 상기 냉수 수요처(30)는, 실내 공기와 실외 공기를 혼합한 후 혼합 공기를 냉수와 열교환시켜 실내로 토출하는 에어 핸들링 유닛(AHU, Air Handling Unit), 실내에 설치되어 실내 공기를 냉수와 열교환 시킨 후 실내로 토출하는 팬 코일 유닛(FCU, Fan Coil Unit) 및 실내의 바닥에 매설된 바닥 배관유닛 중 적어도 하나의 유닛을 포함할 수 있다.
도 2에는, 상기 냉수 수요처(30)가 에어 핸들링 유닛으로 구성되는 것으로 도시하였다.
상기 에어 핸들링 유닛으로 구성된 상기 냉수 수요처(30)에는, 케이싱(61)과, 상기 케이싱(61)의 내부에 설치되며 냉수가 통과하는 냉수 코일(62) 및 상기 냉수 코일(62)의 양측에 제공되며 실내 공기와 실외 공기를 흡입하여 실내로 송풍시키는 송풍기(63, 64)가 포함될 수 있다.
상기 송풍기(63, 64)에는, 실내 공기와 실외 공기가 상기 케이싱(61)의 내부로 흡입되도록 하는 제 1 송풍기(63) 및 공조된 공기가 상기 케이싱(61)의 외부로 배출되도록 하는 제 2 송풍기(64)가 포함될 수 있다.
상기 케이싱(61)에는, 실내공기 흡입부(65), 실내공기 배출부(66), 외기 흡입부(67) 및 공조공기 배출부(68)가 형성될 수 있다.
상기 송풍기(63, 64)가 구동되면, 실내에서 상기 실내공기 흡입부(65)로 흡입된 공기 중 일부는 상기 실내공기 배출부(66)로 배출되며, 상기 실내공기 배출부(66)로 배출되지 않는 나머지는 상기 외기 흡입부(67)로 흡입된 실외 공기와 혼합되어 냉수 코일(62)과 열교환 된다.
그리고, 상기 냉수 코일(62)과 열교환 된(냉각된) 혼합 공기는 상기 공조공기 배출부(68)를 통하여 실내로 토출될 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 실내에 조화된 공기를 공급하여 실내공간을 냉방할 수 있다.
또한, 상기 냉수 수요처(30)는 냉수를 직접적으로 이용하는 설비에 해당될 수 있다. 예를 들어, 상기 냉수 수요처(30)는 반도체부품의 온도를 낮추는 냉수를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 칠러시스템(10)은 냉각수를 상기 냉각탑(20)이 아닌 온수 수요처에 공급할 수 있다.
즉, 본 발명의 사상에 따른 칠러시스템(10)은 도 2에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 구성으로 구비될 수 있다. 이하, 상기 냉각수 순환유로(40) 및 상기 냉수 순환유로(50)와 연결되는 상기 칠러유닛(100)에 대하여 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 칠러유닛을 유체의 유동과 함께 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 칠러유닛(100)에는, 압축기(110, 120), 응축기(140), 팽창장치(131, 132, 134, 136), 증발기(150) 및 이코노마이저(Economizer)(130, 135)가 포함된다.
상기 압축기(110, 120)는 냉매를 압축하기 위한 구성요소이다. 본 발명의 사상에 따른 압축기(110, 120)는 원심 압축기로 구비될 수 있다. 원심 압축기는 임펠러 또는 블레이드 등 회전체를 통해 냉매의 운동 에너지를 정압 에너지로 변환함으로써 냉매를 압축하여 토출하는 방식의 압축기로 이해된다.
상기 응축기(140)는 상기 압축기(110, 120)로부터 압축된 냉매를 내부를 유동하는 냉각수와 열교환시킴으로써, 압축된 냉매를 응축하는 수단이다. 즉, 상기 응축기(140)에는 상기 압축기(110, 120)로부터 압축된 냉매가 유입될 수 있다.
또한, 상기 응축기(140)에는 상기 냉각수 순환유로(40)가 연결된다. 상기 응축기(140)의 내부에는, 냉각수가 유동되는 복수의 냉각수배관(46, 도 7 참조)이 마련된다. 상기 복수의 냉각수배관(46)의 외면에 상기 응축기(140)를 유동하는 냉매가 접촉되면서 서로 열교환될 수 있다.
상기 응축기(140)로부터 응축된 냉매는 상기 팽창장치(131, 134)를 통과하여 상기 이코노마이저(130, 135)로 유동될 수 있다. 자세하게는, 상기 팽창장치에는 상기 이코노마이저(130, 135)의 흡입 측에 설치되는 흡입팽창장치(131, 134)와, 상기 이코노마이저(130, 135)의 토출 측에 설치되는 토출팽창장치(132, 136)가 포함된다,
따라서, 상기 응축기(140)로부터 응축된 냉매는 상기 흡입팽창장치(131, 134)를 통과하여 상기 이코노마이저(130, 135)로 유동된다.
상기 이코노마이저(130, 135)는 상기 흡입팽창장치(131, 134)를 통과하여 유입된 냉매에서 발생된 냉매가스를 분리하는 수단이다. 이에 따라, 상기 이코노마이저(130, 135)에서 분리된 냉매가스는 상기 압축기(110, 120)로 유입되고, 냉매액은 상기 증발기(150)로 유동된다.
상기 증발기(150)는 상기 이코노마이저(130, 135)로부터 유입된 냉매를 증발시키는 구성요소이다.
또한, 상기 증발기(150)에는 상기 냉수 순환유로(50)가 연결된다. 상기 증발기(150)의 내부에는 냉수가 유동되는 복수의 냉수배관(미도시)이 마련된다. 상기 복수의 냉수배관의 외면에 상기 증발기(150)를 유동하는 냉매가 접촉되면서 서로 열교환될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 사상에 따른 칠러유닛(100)은 냉매사이클을 순환하는 냉매와 냉수를 열교환시켜 소정의 온도를 갖는 냉수를 냉수 수요처(30)에 공급할 수 있다.
이때, 본 발명의 사상에 따른 칠러유닛(100)에는 복수의 압축기가 구비된다. 복수의 압축기에는, 서로 별도의 구성으로 형성된 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(120)가 포함된다.
또한, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)에 대응하여, 제 1 이코노마이저(130), 제 2 이코노마이저(135)가 구비될 수 있다. 더하여, 상기 제 1 이코노마이저(130)의 흡입 측에는 제 1 흡입팽창장치(131)가 설치되며, 토출 측에는 제 1 토출팽창장치(132)가 설치된다. 그리고, 상기 제 2 이코노마이저(135)의 흡입 측에는 제 2 흡입팽창장치(134)가 설치되며, 토출 측에는 제 2 토출팽창장치(136)가 설치된다.
다만, 이와 같은 상기 이코노마이저(130, 135) 및 상기 팽창장치(131, 132, 134, 136)는 필요에 따라 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)에 모두 연결되도록 하나로 구비될 수 있다. 즉, 이와 같은 상기 이코노마이저 및 상기 팽창장치의 구성은 예시적인 것에 불과하다.
또한, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)는 복수의 임펠러를 포함하는 다단압축 원심 압축기로 구비될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)에는 냉매의 유동방향으로 차례로 배치되는 한 쌍의 임펠러(112, 122)가 구비된다.
또한, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)에는, 상기 임펠러(112, 122)에 구동력을 제공하는 모터 어셈블리(114, 124) 및 상기 모터 어셈블리(114, 124)와 상기 임펠러(112, 122)를 연결하는 회전축(116, 126)이 구비된다.
도 4에서는 상기 회전축(116, 126)의 일 측에 한 쌍의 임펠러(112, 122)가 차례로 배치되는 것으로 도시하였으나, 상기 회전축(116, 126)의 양 측에 한 쌍의 임펠러(112, 122)가 각각 배치될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)는 동일한 용량으로 구비되거나 서로 다른 용량을 갖도록 구비될 수 있다. 또한, 어느 하나의 압축기만 다단압축 원심 압축기로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)는 별도의 구성으로, 서로 다양한 형상 및 구성으로 구비될 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 칠러유닛(100)은 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120) 중 적어도 하나를 구동시키도록 운전될 수 있다. 즉, 상기 제 1 압축기(110) 또는 상기 제 2 압축기(120)만 구동되거나, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)가 모두 구동될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)는 냉매사이클에 병렬로 연결된다. 즉, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)는 상기 응축기(140) 및 상기 증발기(150)와 각각의 냉매사이클을 형성하여 냉매가 유동된다.
예를 들어, 상기 제 1 압축기(110)만 구동되는 경우, 상기 제 2 압축기(120) 측으로는 냉매가 유동되지 않거나 유동되어도 압축작용없이 유동될 수 있다.
그러나, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120) 중 어느 하나가 구동되는 중, 다른 하나가 구동된 경우 압력차에 의해 서지(surge)가 발생될 수 있다. 자세하게는, 구동되지 않는 압축기 측은 상기 증발기(150)와 같은 저압으로 형성되기 때문에, 갑작스러운 압력변화에 의해 냉매의 유동이 불안정해지며 역류가 발생될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 사상에 따른 칠러유닛(100)의 응축기(140)에는, 상기 제 1 압축기(110)와 연결되는 제 1 응축부(141)와 상기 제 2 압축기(120)와 연결되는 제 2 응축부(146)가 구비된다.
이때, 상기 제 1 응축부(141)와 상기 제 2 응축부(146)는 별도의 구성으로 마련되는 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)와 달리 구획벽(145)에 의해 분리된 공간에 해당된다. 즉, 상기 제 1 응축부(141)와 상기 제 2 응축부(146)는 상기 구획벽(145)에 의해 냉매의 유동을 분리한 상기 응축기(140)의 내부공간으로 이해된다.
후술할 도 7을 참조하면, 상기 냉각수 배관(46)은 상기 제 1 응축부(141)와 상기 제 2 응축부(146)에 설치된다. 즉, 상기 냉각수 배관(46)은 상기 구획벽(145)을 관통하여 설치될 수 있다.
이와 같은 구조를 통한 냉매, 냉수 및 냉각수의 유동을 도 4를 참고하여 설명한다. 도 4에서는 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)가 모두 작동되는 상태를 도시한 것이다.
상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 압축기(120)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(140)로 유동된다. 자세하게는, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축된 냉매는 상기 제 1 응축부(141)로 유동되며, 상기 제 2 압축기(120)에서 압축된 냉매는 상기 제 2 응축부(146)로 유동된다.
상기 응축기(140)를 유동하는 냉매는 상기 냉각수 배관(46)을 유동하는 냉각수와 열교환되어 응축된다. 이때, 상기 냉각수 배관(46)은 상기 구획벽(145)을 관통하여 설치되기 때문에, 냉각수는 상기 제 1 응축부(141) 및 상기 제 2 응축부(146)를 유동하는 냉매와 모두 열교환될 수 있다.
상기 응축기(140)에서 응축된 냉매는 상기 팽창장치(131, 132, 134, 136) 및 상기 이코노마이저(130, 135)로 유동된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 팽창장치(131, 132, 134, 136) 및 상기 이코노마이저(130, 135)는 예시적으로 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)에 대응되도록 구비된다.
따라서, 상기 제 1 응축부(141)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 흡입팽창장치(131)를 통과하여 상기 제 1 이코노마이저(130)로 유동된다. 상기 제 1 이코노마이저(130)에서 분리된 기상냉매는 상기 제 1 압축기(110)로 유동되며, 나머지는 상기 제 1 토출팽창장치(132)를 통과하여 상기 증발기(150)로 유동된다.
또한, 상기 제 2 응축부(146)에서 토출된 냉매는 상기 제 2 흡입팽창장치(134)를 통과하여 상기 제 2 이코노마이저(135)로 유동된다. 상기 제 2 이코노마이저(135)에서 분리된 기상냉매는 상기 제 2 압축기(120)로 유동되며, 나머지는 상기 제 2 토출팽창장치(136)를 통과하여 상기 증발기(150)로 유동된다.
즉, 상기 제 1 토출팽창장치(132) 및 상기 제 2 토출팽창장치(136)를 통과한 냉매는 합지되어 상기 증발기(150)로 유동된다. 또한, 각각 상기 증발기(150)와 연결되어 상기 증발기(150)로 각각 유동될 수 있다. 상기 증발기(150)를 유동하는 냉매는 상기 냉수배관을 유동하는 냉수와 열교환되어 증발된다.
이하, 상기의 설명을 바탕으로 상기 칠러유닛의 형상 및 배치에 관하여 자세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러유닛을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 칠러유닛를 정면에서 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 칠러유닛(100)에는 상기 제 1 압축기(110), 상기 제 2 압축기(120), 상기 이코노마이저(130, 135), 상기 증발기(150) 및 상기 응축기(140)가 포함된다.
또한, 상기 응축기(140)는 바닥면에 설치되고, 상기 응축기(140)의 상부에 상기 증발기(150)가 설치되며, 상기 증발기(150)의 상부에 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(120)가 설치된다. 상기 이코너마이저(130, 135)는 상기 증발기(150)의 일 측에 구비될 수 있다.
상기 응축기(140) 및 상기 증발기(150)에는, 축방향으로 연장된 원통형상으로 마련된 응축기 본체(170) 및 증발기 본체(180)가 구비된다. 상기 응축기 본체(170) 및 상기 증발기 본체(180)는 동일한 축방향길이를 갖도록 구비되며 서로 평행하게 상하방향으로 소정의 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 특히, 상기 응축기 본체(170) 및 상기 증발기 본체(180)는 바닥면과 상기 축방향이 평행하도록 설치될 수 있다.
상기 응축기 본체(170) 및 상기 증발기 본체(180)의 양 단에는 설치를 위한 플레이트(172, 173, 182, 183)가 각각 결합된다. 상기 플레이트(172, 173, 182, 183)는 사각형상으로 구비될 수 있으며, 상기 바닥면과 수직으로 설치될 수 있다. 또한, 상기 플레이트(172, 173, 182, 183)에는, 상기 응축기 본체(170)에 설치되는 응축플레이트(172, 173) 및 상기 증발기 본체(180)에 설치되는 증발플레이트(182, 183)가 포함된다.
상기 응축플레이트(172, 173)는 상기 바닥면에 안정적으로 설치될 수 있도록, 상기 바닥면에 평평하게 마련되는 레그(171)와 결합될 수 있다. 상기 증발플레이트(182, 183)는 하단이 상기 응축플레이트(172, 173)의 상단과 결합될 수 있다. 이때, 각 결합은 볼트 등에 의한 결합부재를 통해 결합되거나, 용접 등으로 결합될 수 있다.
상기 응축플레이트(172, 173) 및 상기 증발플레이트(182, 183)의 타 측에는, 냉각수 및 냉수가 수용되는 냉각수수용부(174, 175) 및 냉수수용부(184, 185)가 구비된다. 정리하자면, 상기 응축기(140)는, 상기 응축기 본체(170)의 양 단에 상기 응축플레이트(172, 173)가 각각 결합되고, 상기 응축플레이트(172, 173)의 외측에 상기 냉각수수용부(174, 175)가 각각 결합된 형태로 마련된다. 또한, 상기 증발기(150)도 동일한 형태로 마련된다.
이때, 상기 응축기 본체(170) 및 상기 증발기 본체(180)의 양단에 각각 결합되는 상기 응축플레이트 및 상기 증발플레이트를, 제 1 응축플레이트(172), 제 2 응축플레이트(173), 제 1 증발플레이트(182) 및 제 2 증발플레이트(183)로 구분한다.
또한, 상기 냉각수수용부는 상기 제 1 응축플레이트(172)에 결합되는 제 1 냉각수수용부(174), 상기 제 2 응축플레이트(173)에 결합되는 제 2 냉각수수용부(175)로 구분하고, 상기 냉수수용부는 상기 제 1 증발플레이트(182)에 결합되는 제 1 냉수수용부(184), 상기 제 2 증발플레이트(183)에 결합되는 제 2 냉수수용부(185)로 구분한다.
즉, 상기 응축기(140)는, 상기 제 1 냉각수수용부(174), 상기 제 1 응축플레이트(172), 상기 응축기 본체(170), 상기 제 2 응축플레이트(173) 및 상기 제 2 냉각수수용부(175)가 축방향으로 차례로 배치되어 서로 결합된다.
또한, 상기 증발기(150)는 상기 제 1 냉수수용부(184), 상기 제 1 증발플레이트(182), 상기 증발기 본체(180), 상기 제 2 증발플레이트(183) 및 상기 제 2 냉수수용부(185)가 축방향으로 차례로 배치되어 서로 결합된다.
상기 제 1 냉각수수용부(174) 및 상기 제 1 냉수수용부(184)에는 상기 냉각수 순환유로(40) 및 상기 냉수 순환유로(50)와 결합되는 냉각수결합부(176, 177) 및 냉수결합부(186, 187)가 마련된다.
자세하게는, 상기 제 1 냉각수수용부(174)에는, 상기 냉각수 입수유로(42)와 결합되는 제 1 냉각수결합부(176)와 상기 냉각수 출수유로(44)와 결합되는 제 2 냉각수결합부(177)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제 1 냉수수용부(184)에는, 상기 냉수 입수유로(52)와 결합되는 제 1 냉수결합부(186)와 상기 냉수 출수유로(54)와 결합되는 제 2 냉수결합부(187)가 구비될 수 있다
도 5 및 도 6을 참고하면, 상기 제 1 냉수결합부(186), 제 2 냉수결합부(187), 제 1 냉각수결합부(176) 및 제 2 냉각수결합부(187)는 상하방향으로 차례로 배치될 수 있다. 다만, 이와 같은 배치는 예시적인 것으로 이해된다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 칠러유닛(100)에는, 각 구성을 제어할 수 있는 장치가 구비된 컨트롤박스(160)가 포함될 수 있다. 상기 컨트롤박스는 상기 응축기(140) 및 증발기(150)의 일 측에 박스 형상으로 부착될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 칠러유닛의 응축기를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 응축기(140)에는, 상기 응축기 본체(170), 상기 응축플레이트(172, 173) 및 상기 냉각수수용부(174, 175)가 구비된다.
상기 응축기 본체(170)는 내부에 소정의 공간을 갖는 원통형상으로 구비된다. 상기 응축기 본체(170)의 내부공간은 상기 구획벽(145)에 의해 축방향으로 구획될 수 있다. 자세하게는, 상기 구획벽(145)에 의해 상기 응축기 본체(170)의 내부공간은 상기 제 1 응축부(141)와 상기 제 2 응축부(146)로 구획된다.
상기 구획벽(145)은 상기 응축기 본체(170)의 반경방향으로 연장되어 상기 응축기 본체(170)의 내측면과 접하도록 배치된다. 상기 구획벽(145)은 냉매의 유동을 차단하기 위해 상기 응축기 본체(170)의 단면과 대응되는 형상으로 구비된다. 즉, 상기 구획벽(145)은 원형의 플레이트로 구비될 수 있다.
상기 응축기 본체(170)의 내부에는 냉각수가 유동되는 복수의 냉각수배관(46)이 배치된다. 상기 응축플레이트(172, 173) 및 상기 구획벽(145)에는 상기 복수의 냉각수배관(46)이 끼워지는 복수의 결합홀(145a, 172a, 173a)이 형성된다. 도 7에는 설명의 편의상 하나의 냉각수배관(46)을 도시하였으나, 상기 복수의 결합홀(145a, 172a, 173a)에 대응되는 냉각수배관(46)이 배치될 수 있다.
상기 복수의 결합홀(145a, 172a, 173a)은 상기 응축플레이트(172, 173) 및 상기 구획벽(145)의 상부측에만 형성될 수 있다. 이는 기상냉매와의 냉각수의 열교환효율을 높이기 위한 것으로 상기 복수의 결합홀(145a, 172a, 173a)은 다양한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 결합홀(145a, 172a, 173a)과 상기 냉각수배관(46)사이에는 냉매의 유동을 차단하는 실링부재(미도시)가 더 구비될 수 있다. 상기 응축기 본체(170)의 내부에는 상기 냉각수배관(46)을 안정적으로 설치하기 위한 결합플레이트(미도시)가 더 설치될 수 있으나, 상기 결합플레이트는 냉매의 유동을 차단하도록 설치되지 않는다.
즉, 냉매는 상기 응축플레이트(172, 173)와 상기 구획벽(145)사이에만 유동된다. 즉, 상기 제 1 응축플레이트(172), 상기 구획벽(145) 및 상기 응축기 본체(170)에 의해 형성된 공간을 상기 제 1 응축부(141)로 정의하고, 상기 제 2 응축플레이트(173), 상기 구획벽(145) 및 상기 응축기 본체(170)에 의해 형성된 공간을 상기 제 2 응축부(146)라 정의할 수 있다.
자세하게는, 상기 제 1 응축플레이트(172)에는 복수의 제 1 플레이트결합홀(172a)이 구비되고, 상기 제 2 응축플레이트(173)에는 복수의 제 2 플레이트결합홀(173a)이 구비되며, 상기 구획벽(145)에는 복수의 구획결합홀(145a)이 구비된다. 이때, 상기 제 1 플레이트결합홀(172a), 상기 제 2 플레이트결합홀(173a) 및 상기 구획결합홀(145a)은 동일한 개수 및 배치로 마련된다.
냉각수의 유동을 자세하게 설명하면, 상기 제 1 냉각수결합부(176)를 통해 냉각수가 상기 제 1 냉각수수용부(174)로 유입된다. 그리고, 냉각수는 상기 냉각수배관(46)을 따라 상기 제 2 냉각수수용부(175)로 유동된다. 그리고, 상기 제 2 냉각수수용부(175)에서 상기 냉각수배관(46)을 따라 다시 상기 제 1 냉각수수용부(174)로 유동되어 상기 제 2 냉각수결합부(177)를 통해 토출된다.
이때, 상기 제 1 응축부(141) 및 상기 제 2 응축부(146) 중 어느 한 공간에서는 냉각수와 냉매간의 열교환이 발생되지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 압축기(110)가 작동되고 상기 제 2 압축기(120)가 작동되지 않는 경우, 상기 제 1 응축부(141)의 냉매는 비교적 고온고압의 상태에 해당되고 상기 제 2 응축부(146)의 냉매는 비교적 저온저압의 상태에 해당된다.
따라서, 상기 제 1 응축부(141)에서만 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 냉각수가 상기 제 1 응축부(141)를 유동하는 냉매의 열을 흡수하고, 상기 제 2 응축부(146)에서는 열교환이 거의 발생되지 않는다. 이때, 열교환이 발생되지 않을 뿐 냉각수는 상기 제 2 응축부(146)를 통과한다.
이때, 상기 제 2 압축기(120)가 구동되면, 상기 제 2 응축부(146)에도 고온고압의 냉매가 유동되며 냉각수와의 열교환이 발생된다. 이와 같은 구성을 통해 상기 제 1 압축기(110)가 작동되는 도중, 상기 제 2 압축기(120)가 작동되어도 아무런 문제없이 상기 칠러유닛(100)이 구동될 수 있다.
10 : 칠러시스템 46 : 냉각수배관
100 : 칠러유닛 110 : 제 1 압축기
120 : 제 2 압축기 140 : 응축기
141 : 제 1 응축부 145 : 구획벽
146 : 제 2 응축부 150 : 증발기

Claims (15)

  1. 냉매의 유동방향으로 차례로 배치되는 한 쌍의 임펠러를 포함하는 다단압축 원심 압축기로 마련되는 제 1 압축기 및 제 2 압축기;
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기로 증발된 냉매를 공급하는 증발기;
    상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매가 유동되는 제 1 응축부 및 상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 유동되는 제 2 응축부로 내부공간을 구획하는 구획벽이 구비된 응축기;
    상기 제 1 응축부에서 유동된 냉매를 분리하여 기상냉매는 상기 제 1 압축기로 유동시키고 나머지는 상기 증발기로 유동시키는 제 1 이코노마이저;
    상기 제 2 응축부에서 유동된 냉매를 분리하여 기상냉매는 상기 제 2 압축기로 유동시키고 나머지는 상기 증발기로 유동시키는 제 2 이코노마이저;
    상기 제 1 응축부와 상기 제 1 이코노마이저를 연결하는 배관에 설치되는 제 1 흡입팽창장치;
    상기 제 1 이코노마이저와 상기 증발기를 연결하는 배관에 설치되는 제 1 토출팽창장치;
    상기 제 2 응축부와 상기 제 2 이코노마이저를 연결하는 배관에 설치되는 제 2 흡입팽창장치; 및
    상기 제 2 이코노마이저와 상기 증발기를 연결하는 배관에 설치되는 제 2 토출팽창장치가 포함되고,
    상기 증발기에는, 축방향으로 연장된 원통형상으로 마련된 증발기 본체 및 상기 증발기 본체의 양단에 결합되는 제 1 증발플레이트 및 제 2 증발플레이트가 포함되고,
    상기 응축기에는,
    상기 증발기 본체와 동일한 축방향길이를 갖도록 축방향으로 연장된 원통형상으로 구비되고, 상기 증발기 본체와 서로 평행하게 상하방향으로 소정의 간격으로 이격되어 설치되는 응축기 본체;
    상기 제 1 증발플레이트 및 상기 제 2 증발플레이트의 하단에 각각 배치되고, 상기 응축기 본체의 양단에 결합되는 제 1 응축플레이트 및 제 2 응축플레이트; 및
    상기 응축기 본체의 내부공간이 상기 제 1 응축부 및 상기 제 2 응축부로 구획되도록, 상기 응축기 본체의 반경방향으로 연장되어 상기 응축기 본체의 내측면과 접하도록 배치되는 차단벽이 포함되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기에는, 상기 제 1 응축부 및 상기 제 2 응축부를 관통하여 설치되는 냉각수배관이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 응축플레이트, 상기 제 2 응축플레이트 및 상기 구획벽에는 상기 냉각수배관이 끼워지는 결합홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각수배관과 상기 결합홀 사이에는 냉매의 유동을 차단하는 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 응축플레이트, 상기 제 2 응축플레이트 및 상기 구획벽은 상기 응축기 본체의 내부에 수용되는 냉매의 축방향유동을 차단하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획벽은 냉매의 유동을 차단하기 위해 상기 응축기 본체의 단면과 대응되는 원판형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축기에는 소정의 냉각수가 수용되는 제 1 냉각수수용부 및 제 2 냉각수수용부가 더 포함되고,
    상기 제 1 응축플레이트에는 상기 제 1 냉각수수용부가 결합되고, 상기 제 2 응축플레이트에는 상기 제 2 냉각수수용부가 결합되어,
    상기 제 1 냉각수수용부, 상기 제 1 응축플레이트, 상기 응축기 본체, 상기 제 2 응축플레이트 및 상기 제 2 냉각수수용부가 차례로 배치되어 결합되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 냉각수수용부에는, 냉각수가 유입되는 제 1 냉각수결합부 및 냉각수가 토출되는 제 2 냉각수결합부가 구비되어,
    상기 제 1 냉각수결합부로 유입된 냉각수는, 상기 제 1 냉각수수용부에서 상기 냉각수 배관을 따라 상기 제 2 냉각수수용부로 유동되고, 상기 제 2 냉각수수용부에서 상기 냉각수 배관을 따라 상기 제 1 냉각수수용부로 다시 유동되어 상기 제 2 냉각수결합부로 토출되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기는 어느 하나가 동작되는 도중에 다른 하나가 동작가능하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이코노마이저 및 상기 제 2 이코노마이저에서 유동된 냉매는 합지되어 상기 증발기로 유동되고,
    상기 증발기에서 증발된 냉매는 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기로 분지되어 유동되는 것을 특징으로 하는 칠러유닛.
  15. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023239808A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Compressor arrangement for hvac&r system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102294500B1 (ko) 2019-12-31 2021-08-27 엘지전자 주식회사 다단 압축형 냉동장치
KR102294499B1 (ko) 2019-12-31 2021-08-27 엘지전자 주식회사 다단 압축형 냉동장치
KR102235403B1 (ko) 2019-12-31 2021-04-02 엘지전자 주식회사 다단 압축형 냉동장치
CN112066582B (zh) * 2020-08-13 2022-01-28 珠海格力电器股份有限公司 一种直接蒸发式磁悬浮系统及具有它的空调器
CN112303767A (zh) * 2020-11-09 2021-02-02 广东立佳实业有限公司 一种大功率负载下的动态恒温恒湿控制组件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001511509A (ja) * 1997-07-25 2001-08-14 ヨーク・インターナショナル・コーポレーション 二つの遠心圧縮機を冷凍冷却機ユニットに適用するための方法及び装置
US20120103009A1 (en) 2009-05-15 2012-05-03 Carrier Corporation Hybrid serial counterflow dual refrigerant circuit chiller

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10132400A (ja) * 1996-10-24 1998-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd パラレル型冷凍機
US7096681B2 (en) * 2004-02-27 2006-08-29 York International Corporation System and method for variable speed operation of a screw compressor
EP2534427B1 (en) * 2010-02-08 2017-10-18 Johnson Controls Technology Company Heat exchanger having stacked coil sections
KR102105660B1 (ko) * 2014-01-07 2020-04-28 엘지전자 주식회사 터보 냉동기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001511509A (ja) * 1997-07-25 2001-08-14 ヨーク・インターナショナル・コーポレーション 二つの遠心圧縮機を冷凍冷却機ユニットに適用するための方法及び装置
US20120103009A1 (en) 2009-05-15 2012-05-03 Carrier Corporation Hybrid serial counterflow dual refrigerant circuit chiller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023239808A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Compressor arrangement for hvac&r system

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