KR102032834B1 - Outlet air cooling control method for turbo air compressor with high speed and efficiency - Google Patents

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KR102032834B1
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이재형
오상민
김준호
손석우
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(주)대주기계
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Abstract

The present invention relates to a device for cooling and controlling compressed air for a turbo air compressor with high speed and high efficiency, comprising: a heat exchanger installed at a compressed air discharge side of each compression end of a turbo air compressor with high speed and high efficiency that compresses air by means of a plurality of compression ends; a pressure regulator installed at a refrigerant main supply flow path, and controlling to decompress the pressure of a refrigerant supplied to each heat exchanger; a reserve tank installed between the main supply flow path and a first discharge flow path through which the refrigerant of a first heat exchanger is discharged, and storing the refrigerant with high temperature and high pressure; and a plurality of refrigerant control valves installed at a supply flow path or a discharge flow path of the heat exchanger and a supply flow path of the reserve tank, and controlling the supply of the refrigerant of the heat exchanger and the reserve tank. Therefore, the refrigerant with high temperature discharged from the first heat exchanger is stored in the reserve tank. Next, when the temperature of introduced air of a third compression end or the temperature of the ultimate compressed air is lower than a predetermined temperature, the refrigerant with high temperature stored in the reserve tank is supplied to a second heat exchanger or a third heat exchanger. Resultantly, the temperature of the introduced air of the third compression end or the temperature of the ultimate compressed air is increased, thereby preventing air compression efficiency of the third compression end from being reduced, and allowing the temperature of the ultimate compressed air to be supplied at a predetermined temperature.

Description

고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어방법 { OUTLET AIR COOLING CONTROL METHOD FOR TURBO AIR COMPRESSOR WITH HIGH SPEED AND EFFICIENCY }Method for controlling compressed air cooling of high speed high efficiency turbo air compressor {OUTLET AIR COOLING CONTROL METHOD FOR TURBO AIR COMPRESSOR WITH HIGH SPEED AND EFFICIENCY}

본 발명은 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 제1열교환기에서 토출되는 고온의 냉매를 리저브탱크에 저장한 후 제3압축단의 유입공기의 온도 또는 최종 압축공기의 온도가 설정온도보다 낮을 때에 리저브탱크에 저장된 고온의 냉매를 제2열교환기 또는 제3열교환기로 공급하여 제3압축단의 유입공기의 온도 또는 최종 압축공기의 온도를 상승시킴으로써 제3압축단의 공기압축효율이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하고 최종 압축공기의 온도를 설정온도로 공급할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a compressed air cooling control device of a high-speed high-efficiency turbo air compressor, and more particularly, to store the high temperature refrigerant discharged from the first heat exchanger in the reserve tank, and then to the temperature or final compression of the inlet air of the third compression stage. When the temperature of the air is lower than the set temperature, the third compression stage by supplying the high temperature refrigerant stored in the reserve tank to the second heat exchanger or the third heat exchanger to increase the temperature of the inlet air or the final compressed air of the third compression stage. It is possible to prevent the air compression efficiency of the deterioration and to supply the final compressed air temperature to the set temperature.

최근 국제사회는 기후변화 문제에 적극적으로 대응 및 CO2 배출 감소를 위한 각종 협약 및 의정서 등을 체결하고 있으며, 이와 병행하여 소비 에너지 절감을 위한 다각적 노력을 기울이고 있다.Recently, the international community has signed various agreements and protocols to actively respond to climate change issues and reduce CO 2 emissions, and in parallel, are making various efforts to reduce energy consumption.

이에 세계 각국은 구체적으로 감축목표를 설정하여 국가의 주요 전략으로 채택하고 있으며, 우리나라의 경우, 2030년까지 배출전망치(BAU) 대비 37%까지 온실가스 배출을 감축하는 목표를 설정하고 있다.Accordingly, countries around the world have specifically set reduction targets and adopt them as the main strategies of the nation. In Korea, the target is to reduce greenhouse gas emissions by 37% compared to the BAU by 2030.

그런데 자동차, 전기전자, 기타 중공업 등의 분야에서 많이 사용되는 중형압축기(100HP)의 경우 대부분 오일 윤활 시스템을 이용하는 스크루 방식을 채택하고 있어 폐오일의 발생, CO2 배출 등의 환경문제에 노출되어 있는 상황이다.However, most of the medium compressors (100HP), which are widely used in the fields of automobiles, electrical and electronics, and other heavy industries, adopt the screw method using oil lubrication system, which is exposed to environmental problems such as waste oil generation and CO 2 emission. Situation.

이에 전 세계적으로 오일프리(Oil-Free) 압축기 수요가 크게 증가하고 있고, 이에 맞추어 고속 고효율 터보 공기압축기의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, the demand for oil-free compressors is increasing all over the world, and accordingly, the development of high-speed, high-efficiency turbo air compressors is required.

일반적으로 공기압축기(air compressor)는 피스톤, 임펠러, 스크류 등에 공기압축 기구를 사용하여 공기를 필요한 압력으로 압축시켜 탱크 등에 저장하는 장치를 지칭한다.In general, an air compressor refers to a device that compresses air to a required pressure and stores it in a tank by using an air compression mechanism such as a piston, an impeller, a screw, and the like.

공기압축기는 압축방식에 따라 크게 원심형과 용적형으로 구분될 수 있다.Air compressors can be classified into centrifugal type and volume type according to the compression method.

원심형은 회전에 의한 원심력을 통해 공기의 압력과 속도를 높이는 것으로, 축류식과 다류식으로 다시 구분될 수 있고, 회전자의 각도에 따라 다익형, 레디얼형, 터보형 등으로 구분되기도 한다.Centrifugal type is to increase the air pressure and speed through the centrifugal force by the rotation, can be divided into axial flow and multi-flow type, and may be divided into multi-wing type, radial type, turbo type, etc. according to the angle of the rotor.

통상적으로 사용되는 원심형 공기압축기는 터보형이 주를 이루고 있다.Conventional centrifugal air compressors are mainly turbo type.

용적형은 왕복동식과 회전식으로 구분될 수 있는데, 왕복동식은 피스톤을 구비하고 실린더 내에서 피스톤이 왕복 운동됨에 따라 공기를 압축시키는 방식이고, 회전식은 메일(male), 피메일(female) 스크류 로터가 회전되면서 압축 공기를 만들어내는 통상 스크류식 공기압축기로 지칭되는 방식이다.The volume type can be divided into reciprocating type and rotary type. The reciprocating type has a piston and compresses air as the piston reciprocates in the cylinder. The rotary type has a male and a female screw rotor. It is commonly referred to as a screw type air compressor that rotates to produce compressed air.

이처럼 공기압축기는 상당히 다양한 방식 및 종류가 존재하나, 통상적으로는 운용환경에 따라 왕복동식 또는 스크류식이 선택되어 사용된다.As such, there are quite a variety of methods and types of air compressors, but reciprocating or screw type is generally used depending on the operating environment.

왕복동식은 상대적으로 고압에 유리하나 압축 용량이 피스톤의 크기와 직결되므로 용량면에서는 단점을 가지고 있고, 스크류식은 2개의 스크류 로터가 회전하는 동안 흡입, 압축, 토출이 연속적으로 이뤄지므로 용량 면에서는 유리한 이점이 있지만 왕복동식에 비해 고압의 압축에는 적합하지 않다.Reciprocating type is advantageous in terms of high pressure, but has a disadvantage in terms of capacity because the compression capacity is directly related to the size of the piston, and screw type is advantageous in capacity because suction, compression, and discharge are continuously performed while two screw rotors rotate. This, however, is not suitable for high pressure compression compared to reciprocating.

이러한 제약으로 인해, 통상적으로 대용량의 공기를 저압으로 압축시키는 경우에는 스크류식이 주로 사용되고, 보다 적은 용량의 공기를 고압으로 압축시키는 경우에는 왕복동식이 주로 사용된다.Due to these limitations, a screw type is usually used when compressing a large volume of air at low pressure, and a reciprocating type is mainly used when compressing a smaller volume of air with high pressure.

한편, 고압 공기압축기의 일종으로 다단압축식 공기압축기가 알려져 있다.On the other hand, a multistage compression type air compressor is known as a kind of high pressure air compressor.

다단압축식은 하나의 압축기로 충분한 압력에 다다를 수 없는 경우, 복수의 공기압축기를 거쳐 공기가 연속적으로 다단 압축되도록 함으로써, 고압 또는 초고압 영역에서의 압축을 가능케 한다.Multistage compression allows compression in a high or ultra high pressure region by allowing air to be continuously compressed in multiple stages through a plurality of air compressors when one compressor is unable to reach sufficient pressure.

이러한 다단압축식 공기압축기는 복수의 왕복동식 공기압축기를 순차적으로 직렬 연결한 구조로 이뤄지게 되며, 복수의 피스톤이 중앙의 크랭크 축에 설치되어 크랭크 축의 회전에 따라 왕복운동됨에 따라 각 단(satge)에서의 압축과정을 수행하게 된다.The multi-stage compressed air compressor consists of a structure in which a plurality of reciprocating air compressors are sequentially connected in series, and a plurality of pistons are installed in a central crank shaft and reciprocated according to the rotation of the crank shaft in each stage. Compression process will be performed.

그러나 상기와 같이 왕복동식이 조합된 다단압축식 공기압축기는 필요한 압축용량을 충족시키기 위해 저단(low stage)에서 피스톤의 크기가 커지게 되며, 이로 인해 장치의 무게나 부피가 커지게 되어 장치의 소형화에 한계가 있다.However, the multi-stage compressed air compressor combined with the reciprocating type as described above increases the size of the piston at a low stage in order to meet the required compression capacity, resulting in an increase in the weight and volume of the device. There is a limit.

또한, 고단(high stage)으로 갈수록 피스톤의 크기가 급격히 작아지면서 저단과 고단의 피스톤 간에 중량이나 기진력이 크게 차이나게 되고, 이와 같은 중량이나 기진력의 불균형은 구동시 소음 및 진동을 일으키게 된다.In addition, as the size of the piston rapidly decreases toward the high stage, the weight and vibration force are greatly different between the piston of the lower stage and the high stage. Such an imbalance of the weight and vibration force causes noise and vibration during driving.

상기와 같은 소형화의 한계나 소음 진동의 문제점은 설치공간이 제한되거나 소음 진동에 민감한 환경에서 보다 크게 문제될 수 있다.The limitation of miniaturization as described above or a problem of noise and vibration may be more problematic in an environment in which the installation space is limited or sensitive to noise and vibration.

하기의 특허문헌 1에는 냉각 시스템의 효율을 우수하게 유지함과 아울러 구성을 단순하고 컴펙트하게 구성할 수 있는 고속모터 직결구동 3단 터보압축기가 개시되어 있다.Patent Document 1 below discloses a high-speed motor direct drive three-stage turbocompressor capable of maintaining the efficiency of a cooling system excellently and constituting a simple and compact configuration.

특허문헌 1의 3단 터보압축기는 제1 임펠러와, 제2 임펠러 및 제3 임펠러를 구비하고, 제1,2,3 임펠러를 회전 구동시키는 2개 이상의 구동용 모터를 포함하여 압축을 수행하는 것으로서, 단일개의 냉각용 임펠러를 사용하여 2개 이상의 구동용 모터를 냉각하는 형태이다.The three-stage turbocompressor of Patent Document 1 includes a first impeller, a second impeller, and a third impeller, and includes two or more driving motors for rotating the first, second, and third impellers to perform compression. In this case, a single cooling impeller is used to cool two or more driving motors.

하기의 특허문헌 2에는 저단 영역의 스크류식과 고단 영역의 왕복동식이 조합된 다단압축식 공기압축기가 개시되어 있다.Patent Literature 2 below discloses a multistage compressed air compressor in which a screw type in a low stage region and a reciprocating type in a high stage region are combined.

특허문헌 2의 다단압축식 공기압축기는 케이스 조립체; 베드 조립체; 스크류식 압축기로 구성되는 1단 압축기; 왕복동식 압축기로 구성되는 2개의 2단 압축기; 왕복동식 압축기로 구성되는 3단 압축기; 왕복동식 압축기로 구성되는 4단 압축기; 및 상기 크랭크 축을 회전시켜 상기 2단 내지 4단 압축기의 피스톤에 구동력을 제공하며, 벨트를 통해 상기 1단 압축기의 스크류 로터로 구동력을 제공하는 전동기;를 포함하는 형태이다.The multistage compression type air compressor of Patent Document 2 includes a case assembly; Bed assembly; A first stage compressor composed of a screw compressor; Two two stage compressors consisting of a reciprocating compressor; A three stage compressor composed of a reciprocating compressor; A four stage compressor composed of a reciprocating compressor; And an electric motor rotating the crank shaft to provide a driving force to the pistons of the second to fourth stage compressors, and providing a driving force to the screw rotor of the first stage compressor through a belt.

특허문헌 3에는 열교환기를 통해 공기압축기로 흡입되는 원료공기를 순차적으로 냉각하는 공기압축기의 흡입공기 냉각방법이 개시되어 있다.Patent document 3 discloses a suction air cooling method of an air compressor that sequentially cools raw air sucked into the air compressor through a heat exchanger.

도 1은 본 발명이 관계하는 고속 고효율 터보 공기압축기의 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view of a high speed, high efficiency turbo air compressor according to the present invention.

도 1과 같이 본 발명이 관계하는 고속 고효율 터보 공기압축기는 제1구동축 커버(20)와 제1디퓨저 케이스(40) 사이에 제1압축실이 마련되고, 제2구동축 커버(30와 제2디퓨저 케이스(50) 사이에 제2압축실이 마련되고, 모터(10)의 구동축(11) 양단에 제1압축실에 배치되는 제1임펠러(60)와 제2압축실에 배치되는 제2임펠러(70)가 설치된 형태를 가진다.As shown in FIG. 1, the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention is provided with a first compression chamber between the first drive shaft cover 20 and the first diffuser case 40, and the second drive shaft cover 30 and the second diffuser. The second compression chamber is provided between the cases 50, and the first impeller 60 disposed in the first compression chamber at both ends of the drive shaft 11 of the motor 10 and the second impeller disposed in the second compression chamber ( 70) is installed.

상기 고속 고효율 터보 공기압축기에서 모터(10)의 구동축(11)이 회전하게 되면 구동축(11) 양단에 설치된 제1임펠러(60)과 제2임펠러(70)가 회전하게 되고, 제1임펠러(60)의 회전과정에서 제1디퓨저 케이스(40)의 제1흡입구(41)로 흡입된 공기가 제1압축실로 유입되어 제1임펠러(60)에 의해 1차 압축된다.When the drive shaft 11 of the motor 10 rotates in the high speed high efficiency turbo air compressor, the first impeller 60 and the second impeller 70 installed at both ends of the drive shaft 11 rotate, and the first impeller 60 is rotated. Air sucked into the first suction opening 41 of the first diffuser case 40 during the rotation of the) is introduced into the first compression chamber and is first compressed by the first impeller 60.

상기 제1임펠러(60)에 의해 1차 압축된 공기는 제1디퓨저 케이스(40)의 제1토출구(42)를 통해 토출되어 냉각된 후 제2디퓨저 케이스(50)의 제2흡입구(51)을 통해 제2압축실로 공급되어 제2임펠러(70)에 의해 2차 압축되고, 제2임펠러(70)에 의해 2차 압축된 공기는 제2디퓨저 케이스(50)의 제2토출구(52)를 통해 외부로 토출된다.The first compressed air by the first impeller 60 is discharged through the first discharge port 42 of the first diffuser case 40 and cooled, and then the second suction port 51 of the second diffuser case 50 is cooled. Air supplied to the second compression chamber through the second impeller 70 and the second compressed air by the second impeller 70, the second discharge port 52 of the second diffuser case 50 Discharged through the outside.

고속 고효율 터보 공기압축기의 압축단이 3단으로 된 경우 상기 제2임펠러(70)에 의해 2차 압축된 공기는 냉각된 후 제3임펠러(미도시)에 의해 3차 압축되고, 냉각된 후 압축공기가 필요한 곳으로 공급된다.When the compression stage of the high-speed, high-efficiency turbo air compressor has three stages, the air compressed second by the second impeller 70 is cooled and then third compressed by a third impeller (not shown). Air is supplied where it is needed.

한편, 다단 공기압축기는 각 압축단을 통과한 후에 압축공기 온도가 상승하게 되고, 각단의 압축비가 다르기 때문에 각 단에서 토출되는 압축공기의 온도는 각 단별로 다르게 상승하게 된다.On the other hand, in the multi-stage air compressor, the compressed air temperature is increased after passing through each compression stage, and since the compression ratio of each stage is different, the temperature of the compressed air discharged from each stage increases differently for each stage.

예를 들어 3단 공기압축기의 경우 압축비가 1단이 제일 높고, 3단이 제일 낮게 설계되는 것이 보통이므로 압축공기의 토출온도는 1단에서 가장 높게 토출되고, 3단에서 가장 낮게 토출된다.For example, in the case of a three-stage air compressor, the compression ratio is usually the highest in the first stage and the lowest in the third stage. Therefore, the discharge temperature of the compressed air is highest in the first stage and the lowest in the third stage.

도 2는 종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 구성도이다.Figure 2 is a block diagram of a compressed air cooling control device of a high speed high efficiency turbo air compressor according to the prior art.

종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(200)는 각 압축단(211~213)의 토출측에 열교환기(221~223)가 설치되고, 각 열교환기(221~223)에 동일한 양의 냉매가 동일한 압력으로 공급되어 각 압축단(211~213)에서 토출되는 공기가 냉각되는 형태를 가진다.In the compressed air cooling control apparatus 200 of the high-speed, high-efficiency turbo air compressor according to the prior art, heat exchangers 221 to 223 are installed on the discharge side of each compression stage 211 to 213, and each heat exchanger 221 to 223 is provided. The same amount of refrigerant is supplied at the same pressure to cool the air discharged from each compression stage (211 ~ 213).

종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(200)에서 예를 들어 제1압축부(211)에서 토출되는 공기의 온도가 160℃일 때, 제1열교환기(221)를 통해 냉각된 후 제2압축부(212)로 공급되는 공기의 온도는 40℃가 된다.In the compressed air cooling control apparatus 200 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the prior art, for example, when the temperature of the air discharged from the first compression unit 211 is 160 ° C, through the first heat exchanger 221 After cooling, the temperature of the air supplied to the second compression unit 212 is 40 ° C.

또한, 제2압축부(212)에서 토출되는 공기의 온도는 150℃가 되고, 제2열교환기(222)를 통해 냉각된 후 제3압축부(213)로 공급되는 공기의 온도는 35℃가 되고, 제3압축부(213)에서 토출되는 공기의 온도는 140℃가 되고, 제3열교환기(223)를 통해 토출되는 공기의 온도는 30℃가 된다.In addition, the temperature of the air discharged from the second compression unit 212 is 150 ℃, the temperature of the air supplied to the third compression unit 213 after cooling through the second heat exchanger 222 is 35 ℃ The temperature of the air discharged from the third compression unit 213 is 140 ° C, and the temperature of the air discharged through the third heat exchanger 223 is 30 ° C.

표 1은 종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 유입공기 냉각 제어장치에서 각 압축단별 공기 온도의 변화를 나타낸 표이다.Table 1 is a table showing the change in the air temperature of each compression stage in the inlet air cooling control device of the high speed high efficiency turbo air compressor according to the prior art.

구분division 압축단 통과 후After passing compression stage 열교환기 통과 후After passing through the heat exchanger 제1단First stage 160℃160 ℃ 40℃40 ℃ 제2단2nd stage 150℃150 ℃ 35℃35 ℃ 제3단3rd stage 140℃140 ℃ 30℃30 ℃

대한민국 등록특허공보 제10-1318800호 (2013년 10월 10일 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1318800 (October 10, 2013 registration) 대한민국 등록특허공보 제10-1752308호 (2017년 06월 23일 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1752308 (Registered June 23, 2017) 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0029096호 (2001년 04월 06일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0029096 (Published April 06, 2001)

그런데 종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 유입공기 냉각 제어장치의 경우 각 열교환기(221~223)이 각 압축단(211~213)에서 토출되는 압축공기를 단순 냉각하기 때문에 압축공기의 과도한 냉각이 이루어지게 되어 제3압축단(213)으로 유입되는 압축공기의 온도가 설정온도보다 낮아지거나 제3열교환기(223)를 통과한 최종 압축공기의 온도가 설정온도보다 낮아지게 되는 문제가 있었다.However, in the case of the inlet air cooling control device of the high-speed, high-efficiency turbo air compressor according to the prior art, since the heat exchangers 221 to 223 simply cool the compressed air discharged from the respective compression stages 211 to 213, excessive cooling of the compressed air is performed. This has been a problem that the temperature of the compressed air flowing into the third compression stage 213 is lower than the set temperature or the temperature of the final compressed air passed through the third heat exchanger 223 is lower than the set temperature.

종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 유입공기 냉각 제어장치를 통한 냉각운전과정에서 제3압축단(213)으로 유입되는 압축공기의 온도가 설정온도보다 낮아지게 되면 제3압축단(213)으로 유입되는 압축공기의 밀도가 높아지게 되어 동일 체적 대비 질량유량이 증가되므로 소비 에너지가 증가하게 되고, 설계된 전력 소비량이 증가함에 따라 전동기의 과부하가 발생하게 된다.When the temperature of the compressed air flowing into the third compression stage 213 becomes lower than the set temperature in the cooling operation process through the inlet air cooling control device of the high-speed, high-efficiency turbo air compressor according to the prior art, to the third compression stage 213. As the density of the inflowing compressed air increases, the mass flow rate increases with the same volume, and thus the energy consumption increases. As the designed power consumption increases, the overload of the motor occurs.

또한, 종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 유입공기 냉각 제어장치를 통한 냉각운전과정에서 제3열교환기(223)를 통과한 최종 압축공기의 온도가 설정온도보다 낮아지게 되면 설정온도로 압축공기를 공급할 수 없게 되므로 압축공기의 품질이 저하되는 문제가 있었다.In addition, when the temperature of the final compressed air passing through the third heat exchanger 223 becomes lower than the set temperature in the cooling operation process through the inlet air cooling control device of the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the prior art, the compressed air to the set temperature. There is a problem that the quality of the compressed air is deteriorated because it can not supply.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 최종 압축단으로 유입되는 압축공기의 온도를 제어함으로써 최종 압축단의 공기압축효율을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 에너지 소비를 줄일 수 있도록 하고, 전동기의 과부하를 방지할 수 있도록 하는 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치를 제공하는 데에 있는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art, the purpose is to control the temperature of the compressed air flowing into the final compression stage to improve the air compression efficiency of the final compression stage, as well as to reduce the energy consumption. It is to provide a compressed air cooling control device of a high-speed, high-efficiency turbo air compressor that can prevent the overload of the motor.

본 발명은 그 다른 목적이 최종 압축단 및 최종 열교환기를 통과한 최종 공급 압축공기의 온도를 제어함으로써 압축공기의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치를 제공하는 데에 있는 것이다.It is another object of the present invention to provide a compressed air cooling control device of a high-speed, high-efficiency turbo-air compressor that can improve the quality of compressed air by controlling the temperature of the final compressed compressed air passing through the final compressed stage and the final heat exchanger. It is in

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치는 다수의 압축단으로 공기를 압축하는 고속 고효율 터보 공기압축기의 각 압축단의 압축공기 토출측에 설치되는 열교환기; 냉매 메인공급유로에 설치되고, 각 열교환기에 공급되는 냉매의 압력을 감압 조절하는 압력레귤레이터; 메인공급유로와 제1열교환기의 냉매가 토출되는 제1토출유로의 사이에 설치되고, 고온, 고압의 냉매를 저장하는 리저브탱크; 열교환기의 공급유로 또는 토출유로, 리저브탱크의 공급유로에 설치되고, 열교환기 및 리저브탱크의 냉매의 공급을 제어하는 다수의 냉매제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the compressed air cooling control apparatus of the high speed high efficiency turbo air compressor according to the present invention is installed on the compressed air discharge side of each compressed end of the high speed high efficiency turbo air compressor which compresses air into a plurality of compression stages. Heat exchanger; A pressure regulator installed in the refrigerant main supply passage, and configured to regulate the pressure of the refrigerant supplied to each heat exchanger under reduced pressure; A reserve tank installed between the main supply passage and the first discharge passage through which the refrigerant of the first heat exchanger is discharged, and storing a high temperature and high pressure refrigerant; And a plurality of refrigerant control valves installed in the supply passage or the discharge passage of the heat exchanger, and installed in the supply passage of the reserve tank and controlling the supply of the refrigerant of the heat exchanger and the reserve tank.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치는 제1열교환기의 냉매가 토출되는 제1토출유로에 설치되어 제1열교환기의 토출냉매의 리저브탱크의 공급을 제어하는 제1냉매제어밸브; 제2열교환기에 냉매를 공급하는 제2공급유로에 설치되어 리저브탱크의 토출냉매의 제2열교환기의 공급을 제어하는 제2냉매제어밸브; 제3열교환기에 냉매를 공급하는 제3공급유로에 설치되어 리저브탱크의 토출냉매의 제3열교환기의 공급을 제어하는 제3냉매제어밸브; 메인공급유로와 리저브탱크 사이에 마련되는 제4공급유로에 설치되어 메인공급유로의 메인공급냉매의 리저브탱크의 공급을 제어하는 제4냉매제어밸브; 리저브탱크의 토출측에 마련되는 제4토출유로에 설치되어 리저브탱크의 토출냉매의 제2열교환기의 공급 또는 제3열교환기의 공급을 제어하는 제5냉매제어밸;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention is installed in the first discharge passage through which the refrigerant of the first heat exchanger is discharged, the first refrigerant for controlling the supply of the reserve tank of the discharge refrigerant of the first heat exchanger Control valves; A second refrigerant control valve installed in a second supply passage for supplying refrigerant to the second heat exchanger to control supply of a second heat exchanger of discharged refrigerant of the reserve tank; A third refrigerant control valve installed in a third supply passage for supplying refrigerant to the third heat exchanger to control supply of a third heat exchanger of discharged refrigerant of the reserve tank; A fourth refrigerant control valve installed in a fourth supply passage provided between the main supply passage and the reserve tank to control the supply of the reserve tank of the main supply refrigerant to the main supply passage; And a fifth refrigerant control valve installed in a fourth discharge passage provided at the discharge side of the reserve tank to control the supply of the second heat exchanger or the supply of the third heat exchanger of the discharge refrigerant of the reserve tank.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치는 리저브탱크와 제1냉매제어밸브 사이에 마련되는 제5공급유로에 설치되어 리저브탱크의 저장냉매가 제1토출유로 쪽으로 역류하는 것을 방지하는 제6냉매제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The compressed air cooling control device of the high-speed, high-efficiency turbo air compressor according to the present invention is installed in a fifth supply passage provided between the reservoir tank and the first refrigerant control valve to prevent the storage refrigerant of the reserve tank from flowing back toward the first discharge passage. It characterized in that it comprises a; sixth refrigerant control valve.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치는 메인공급유로를 통해 공급되는 냉매의 제1공급압력가 압력레귤레이터를 통해 제2공급압력으로 감압되고, 제2공급압력으로 감압된 냉매가 메인공급유로에서 분기된 제1공급유로, 제2공급유로, 제3공급유로를 통해 제1열교환기, 제2열교환기, 제3열교환기로 공급되는 것을 특징으로 한다.In the compressed air cooling control apparatus of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, the first supply pressure of the refrigerant supplied through the main supply passage is reduced to the second supply pressure through the pressure regulator, and the refrigerant decompressed to the second supply pressure is The first supply passage, the second supply passage, and the third supply passage branched from the main supply passage is characterized in that it is supplied to the first heat exchanger, the second heat exchanger, the third heat exchanger.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치는 리저브탱크의 저장되는 냉매의 제3공급압력이 제2공급압력보다 에 크게 설정되고, 리저브탱크에 저장되는 냉매의 저장 온도가 제1공급유로, 제2공급유로, 제3공급유로를 통해 제1열교환기, 제2열교환기, 제3열교환기로 공급되는 냉매의 공급 온도보다 높게 설정되는 것을 특징으로 한다.In the compressed air cooling control apparatus of the high-speed, high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, the third supply pressure of the refrigerant stored in the reserve tank is set to be greater than the second supply pressure, and the storage temperature of the refrigerant stored in the reserve tank is set to the first. It is characterized in that it is set higher than the supply temperature of the refrigerant supplied to the first heat exchanger, the second heat exchanger, the third heat exchanger through the supply passage, the second supply passage, the third supply passage.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치는 각 냉매제어밸브의 작동이 메인공급유로 냉매 제1공급압력, 각 열교환기 냉매 제2공급압력, 리저브탱크 냉매 제3공급압력, 리저브탱크 냉매온도, 제3압출단 공기유입온도, 공급온도가 입력되는 제어유니트에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.Compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, the operation of each refrigerant control valve is the main supply flow path refrigerant first supply pressure, each heat exchanger refrigerant second supply pressure, the reserve tank refrigerant third supply pressure, the reserve The tank refrigerant temperature, the third extrusion end air inlet temperature, the supply temperature is controlled by the input control unit.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치에 의하면, 제1열교환기에서 토출되는 고온의 냉매를 리저브탱크에 저장한 다음 최종 압축단에 공급되는 압축공기의 온도가 설정온도보다 떨어지는 때나 최종 열교환기를 통과한 후 다른 설비에 공급되는 최종 압축공기의 온도가 설정온도가 떨어지는 때에 해당 열교환기에 리저브탱크에 저장된 고온의 냉매를 공급하는 것에 의해 최종 압축단에 공급되는 압축공기의 온도 또는 최종 열교환기를 통과한 후 다른 설비에 공급되는 최종 압축공기의 온도를 상승시킴으로써 최종 압축단의 공기압축효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 됨은 물론 고품질의 최종 압축공기를 공급할 수 있게 된다.According to the compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, the temperature of the compressed air supplied to the final compression stage after storing the high temperature refrigerant discharged from the first heat exchanger in the reserve tank is lower than the set temperature When the final compressed air supplied to another facility after passing through the final heat exchanger or when the set temperature falls, the temperature or final temperature of the compressed air supplied to the final compressed stage by supplying the high temperature refrigerant stored in the reserve tank to the heat exchanger. By passing the temperature of the final compressed air supplied to other equipment after passing through the heat exchanger, it is possible to prevent the deterioration of the air compression efficiency of the final compressed stage and to supply high quality final compressed air.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치에 의하면, 최종 압축단의 공기압축효율을 높일 수 있게 되어 공기압축에 필요한 에너지를 절감할 수 있게 되고, 전동기의 과부하 및 오동작을 방지할 수 있게 된다.According to the compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, it is possible to increase the air compression efficiency of the final compression stage to reduce the energy required for air compression, and to prevent overload and malfunction of the motor It becomes possible.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치에 의하면, 제1열교환기에서 토출되는 고온의 냉매를 폐기하지 않고 그의 일부를 재활용함으로써 고속 고효율 공기압축기의 냉각 운전비용을 절감할 수 있게 된다. According to the compressed air cooling control apparatus of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, it is possible to reduce the cooling operation cost of the high-speed high-efficiency air compressor by recycling a part of the high-temperature refrigerant discharged from the first heat exchanger without discarding. do.

도 1은 본 발명이 관계하는 고속 고효율 터보 공기압축기의 종단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 구성도,
도 3는 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 제어 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 리저브 저장냉매 압력제어 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 리저브 저장냉매 온도제어 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 냉매제어밸브 제어 흐름도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a high speed high efficiency turbo air compressor according to the present invention;
2 is a configuration diagram of a compressed air cooling control device of a high speed high efficiency turbo air compressor according to the prior art;
3 is a configuration diagram of a compressed air cooling control device of a high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention;
4 is a control flowchart of a compressed air cooling control device of a high speed high efficiency turbo air compressor according to the present invention;
5 is a reserve storage refrigerant pressure control flowchart of the compressed air cooling control device of the high speed high efficiency turbo air compressor according to the present invention;
6 is a flow chart of the reserve storage refrigerant temperature control of the compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention;
7 is a refrigerant control valve control flowchart of the compressed air cooling control device of the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the compressed air cooling control apparatus of the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.Hereinafter, "upward", "downward", "forward" and "rear" and other directional terms are defined based on the states shown in the figures.

도 3는 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a compressed air cooling control device of a high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)는 고속 고효율 터보 공기압축기의 각 압축단(111~123)에서 토출되는 토출공기를 냉각하기 위한 것으로, 열교환기(121~123), 압력레귤레이터(130), 리저브탱크(140), 다수의 냉매제어밸브(V1~V6)를 포함한다.Compressed air cooling control device 100 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention is for cooling the discharged air discharged from each of the compression stage (111 ~ 123) of the high-speed high-efficiency turbo air compressor, heat exchanger (121 ~ 123) ), The pressure regulator 130, the reserve tank 140, and a plurality of refrigerant control valve (V1 ~ V6).

열교환기(121~123)는 압축단(111~113)에서 토출되는 토출공기를 냉각하는 부분으로, 각 압축단(111~113)의 압축공기 토출측에 설치된다.The heat exchangers 121 to 123 are portions for cooling the discharged air discharged from the compression stages 111 to 113, and are installed on the compressed air discharge side of each of the compression stages 111 to 113.

압력레귤레이터(130)는 각 열교환기(121~123)에 공급되는 냉매의 압력을 감압 조절하는 부분으로, 냉매 메인공급유로(L10)에 설치된다.The pressure regulator 130 is a portion for controlling the pressure of the refrigerant supplied to each of the heat exchangers 121 to 123 under reduced pressure, and is installed in the refrigerant main supply passage L10.

리저브탱크(140)는 고온, 고압의 냉매를 저장하는 부분으로, 메인공급유로(L10)와 제1토출유로(L12)의 사이에 설치된다.The reserve tank 140 is a portion for storing a high temperature and high pressure refrigerant, and is installed between the main supply passage L10 and the first discharge passage L12.

다수의 냉매제어밸브(V1~V6)는 열교환기(121~123) 및 리저브탱크(140)의 냉매의 공급을 제어하는 부분으로, 열교환기(121~123)의 공급유로 또는 토출유로, 리저브탱크(140)의 공급유로에 설치된다.The plurality of refrigerant control valves V1 to V6 are portions for controlling the supply of the refrigerant of the heat exchangers 121 to 123 and the reservoir tank 140, and supply or discharge flow paths of the heat exchangers 121 to 123 and the reserve tank. It is installed in the supply flow path of 140.

다수의 냉매제어밸브(V1~V6) 중에서 제1냉매제어밸브(V1)은 제1열교환기(121)의 토출냉매의 리저브탱크(140)의 공급을 제어하기 위한 부분으로, 제1토출유로(L12)에 설치된다.Among the plurality of refrigerant control valves V1 to V6, the first refrigerant control valve V1 is a part for controlling the supply of the reserve tank 140 of the discharged refrigerant of the first heat exchanger 121, and the first discharge passage ( L12) is installed.

다수의 냉매제어밸브(V1~V6) 중에서 제2냉매제어밸브(V2)는 리저브탱크(140)의 토출냉매의 제2열교환기(122)의 공급을 제어하기 위한 부분으로, 제2공급유로(L21)에 설치된다.Among the plurality of refrigerant control valves V1 to V6, the second refrigerant control valve V2 is a part for controlling the supply of the second heat exchanger 122 of the discharge refrigerant of the reservoir tank 140, and the second supply passage ( L21).

다수의 냉매제어밸브(V1~V6) 중에서 제3냉매제어밸브(V3)는 리저브탱크(140)의 토출냉매의 제3열교환기(123)의 공급을 제어하기 위한 부분으로, 제3공급유로(L31)에 설치된다.Among the plurality of refrigerant control valves V1 to V6, the third refrigerant control valve V3 is a part for controlling the supply of the third heat exchanger 123 of the discharged refrigerant of the reservoir tank 140 to the third supply passage ( L31).

다수의 냉매제어밸브(V1~V6) 중에서 제4냉매제어밸브(V4)는 메인공급유로(L10)의 메인공급냉매의 리저브탱크(140)의 공급을 제어하기 위한 부분으로, 메인공급유로(L10)와 리저브탱크(140) 사이에 마련되는 제4공급유로(L41)에 설치된다.Among the plurality of refrigerant control valves V1 to V6, the fourth refrigerant control valve V4 is a part for controlling the supply of the reserve tank 140 of the main supply refrigerant of the main supply channel L10, and the main supply channel L10. ) And a fourth supply passage (L41) provided between the reserve tank 140.

다수의 냉매제어밸브(V1~V6) 중에서 제5냉매제어밸브(V5)는 리저브탱크(140)의 토출냉매의 제2열교환기(122)의 공급 또는 제3열교환기(123)의 공급을 제어하기 위한 부분으로, 리저브탱크(140)의 토출측에 마련되는 제4토출유로(L42)에 설치된다.Among the plurality of refrigerant control valves V1 to V6, the fifth refrigerant control valve V5 controls the supply of the second heat exchanger 122 or the supply of the third heat exchanger 123 of the discharged refrigerant of the reservoir tank 140. As a part to be provided, it is provided in the fourth discharge passage L42 provided on the discharge side of the reserve tank 140.

다수의 냉매제어밸브(V1~V6) 중에서 제6냉매제어밸브(V6)는 리저브탱크(140)의 저장냉매가 제1토출유로(L11) 쪽으로 역류하는 것을 방지하는 부분으로, 리저브탱크(140)와 제1냉매제어밸브(V1) 사이에 마련되는 제5공급유로(L51)에 설치된다.Among the plurality of refrigerant control valves V1 to V6, the sixth refrigerant control valve V6 is a portion for preventing the storage refrigerant of the reservoir tank 140 from flowing back toward the first discharge passage L11. And a fifth supply passage L51 provided between the first refrigerant control valve V1 and the first refrigerant control valve V1.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)는 제1열교환기(121)에서 토출되는 고온의 냉매를 리저브탱크(140)에 저장한 후 제3압축단(113)의 유입공기의 온도 또는 최종 압축공기의 온도가 설정온도보다 낮을 때에 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제2열교환기(122) 또는 제3열교환기(123)로 공급하여 제3압축단(113)의 유입공기의 온도 또는 최종 압축공기의 온도를 상승시킴으로써 제3압축단(113)의 공기압축효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되고 최종 압축공기의 온도를 설정온도로 공급할 수 있게 된다.The compressed air cooling control apparatus 100 of the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention stores the high temperature refrigerant discharged from the first heat exchanger 121 in the reserve tank 140 and then, When the temperature of the inlet air or the final compressed air is lower than the set temperature, the high temperature refrigerant stored in the reservoir tank 140 is supplied to the second heat exchanger 122 or the third heat exchanger 123 to provide a third compression stage ( By increasing the temperature of the inlet air or the final compressed air of 113, it is possible to prevent the air compression efficiency of the third compression stage 113 from lowering and to supply the final compressed air to the set temperature.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)에서 메인공급유로(L10)를 통해 공급되는 냉매의 제1공급압력(P1)는 압력레귤레이터(130)를 통해 제2공급압력(P2)으로 감압되고, 제2공급압력(P2)으로 감압된 냉매는 메인공급유로(L10)에서 분기된 제1공급유로(L11), 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)를 통해 제1열교환기(121), 제2열교환기(122), 제3열교환기(123)로 공급된다.The first supply pressure P1 of the refrigerant supplied through the main supply passage L10 in the compressed air cooling control device 100 of the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention is supplied through the pressure regulator 130 to the second supply pressure. The refrigerant depressurized to P2 and depressurized to the second supply pressure P2 is the first supply passage L11, the second supply passage L21, and the third supply passage L31 branched from the main supply passage L10. ) Is supplied to the first heat exchanger 121, the second heat exchanger 122, and the third heat exchanger 123.

제1열교환기(121), 제2열교환기(122), 제3열교환기(123)를 통과하면서 압축공기를 냉각한 냉매는 제1토출유로(L12), 제2토출유로(L22), 제3토출유로(L32)를 통해 메인토출유로(L20)로 토출된다.The refrigerant that has cooled the compressed air while passing through the first heat exchanger 121, the second heat exchanger 122, and the third heat exchanger 123 may include a first discharge passage L12, a second discharge passage L22, and a second discharge passage L22. 3 is discharged to the main discharge passage (L20) through the discharge passage (L32).

리저브탱크(140)에는 제1냉매제어밸브(V1)을 통해 제1토출유로(L12)의 고온의 냉매가 공급되는 동시에 제4냉매제어밸브(V4)를 통해 메인공급유로(L10)의 고압의 냉매가 공급된다.The high temperature refrigerant of the first discharge passage L12 is supplied to the reservoir tank 140 through the first refrigerant control valve V1 and at the same time, the high pressure of the main supply passage L10 is supplied through the fourth refrigerant control valve V4. Refrigerant is supplied.

따라서, 리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 저장온도(T1)는 제1공급유로(L11), 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)로 공급되는 냉매의 온도보다 높은 온도가 되고, 리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 제3공급압력(P3)은 압력레귤레이터(130)에 의해 감압되어 공급되는 제1공급유로(L11), 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)의 제2공급압력(P2)보다 크게 된다.Therefore, the storage temperature T1 of the refrigerant stored in the reserve tank 140 is higher than the temperature of the refrigerant supplied to the first supply passage L11, the second supply passage L21, and the third supply passage L31. The third supply pressure P3 of the refrigerant stored in the reserve tank 140 is reduced in pressure by the pressure regulator 130 and is supplied to the first supply passage L11, the second supply passage L21, and the third supply pressure P3. It becomes larger than the 2nd supply pressure P2 of the supply flow path L31.

표 2는 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 각 열교환기 통과 전후의 냉매온도를 예시한 것이고, 표 3은 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 각 부위의 냉매압력를 예시한 것이다.Table 2 illustrates the refrigerant temperature before and after passing through each heat exchanger of the compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, Table 3 is a compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention Illustrates the refrigerant pressure at each part of the.

구분division 통과 전 온도(℃) Temperature before pass (℃) 통과 후 온도(℃)Temperature after pass (℃) 제1열교환기(121)First heat exchanger 121 2525 3838 제2열교환기(122)Second heat exchanger (122) 2525 3535 제3열교환기(123)Third heat exchanger (123) 2525 3232

구분division 압력값(Kg/cm2)Pressure value (Kg / cm 2 ) 비고Remarks 제1공급압력(P1)First supply pressure (P1) 5.15.1 메인공급유로(L10)Main supply flow path (L10) 제2공급압력(P2)Second supply pressure (P2) 4.64.6 제1공급유로(L11), 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)First supply passage (L11), second supply passage (L21), third supply passage (L31) 제3공급압력(P3)Third supply pressure (P3) 4.84.8 리저브탱크(140)Reserve Tank (140)

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)에서 각 냉매제어밸브(V1~V6)의 작동은 메인공급유로(L10)의 냉매 제1공급압력(P1), 각 열교환기(121~123)에 공급되는 냉매 제2공급압력(P2), 리저브탱크(140)에서 공급되는 냉매 제3공급압력(P3), 리저브탱크 냉매온도(T1), 제3압출단 공기유입온도(T2), 공급온도(T3)가 입력되는 제어유니트(미도시)에 의해 제어된다.In the compressed air cooling control device 100 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention, the operation of each refrigerant control valve (V1 ~ V6) is the refrigerant first supply pressure (P1) of the main supply passage (L10), each heat exchanger Refrigerant second supply pressure P2 supplied to 121 to 123, refrigerant third supply pressure P3 supplied from reserve tank 140, reservoir tank refrigerant temperature T1, and third extrusion air inlet temperature ( T2), the supply temperature T3 is controlled by the input control unit (not shown).

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)는 메인공급유로(L10)에서 공급되는 냉매가 압력레귤레이터(130)를 통해 감압되어 각 열교환기(121~123)으로 공급되고, 각 열교환기(121~123)는 각 압축단(111~113)에서 토출되는 압축공기를 냉각하게 된다.Compressed air cooling control device 100 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention is the refrigerant supplied from the main supply passage (L10) is decompressed through the pressure regulator 130 is supplied to each heat exchanger (121 ~ 123) Each of the heat exchangers 121 to 123 cools the compressed air discharged from each of the compression stages 111 to 113.

상기의 냉각운전과정에서 제어유니트는 제3압출단 공기유입온도(T2)가 제3설정온도(예를 들면 30℃)보다 낮을 때에 제4냉매제어밸브(V4)를 개방하는 동시에 제2냉매제어밸브(V2)를 제어하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제4토출유로(L42)에서 분기된 제6공급유로(L61)와 제2냉매제어밸브(V2)를 통해 제2열교환기(122)로 추가 공급함으로써 제3압출단(113)으로 유입되는 압축공기의 공기유입온도(T2)를 제4설정온도(예를 들면 35℃)까지 상승시키게 된다.In the cooling operation process, the control unit opens the fourth refrigerant control valve V4 and controls the second refrigerant at the same time when the third extrusion end air inlet temperature T2 is lower than the third set temperature (for example, 30 ° C). The second heat exchanger is controlled through the sixth supply passage L61 and the second refrigerant control valve V2 branched from the fourth discharge passage L42 by controlling the valve V2 to store the high temperature refrigerant stored in the reservoir tank 140. By additionally supplying to 122, the air inlet temperature T2 of the compressed air flowing into the third extrusion end 113 is raised to the fourth set temperature (for example, 35 ° C).

또한, 제어유니트는 제3열교환기(123)를 통과한 최종 압축공기의 공급온도(T3)가 제5설정온도(예를 들면 25℃)보다 낮을 때에 제4냉매제어밸브(V4)를 개방하는 동시에 제3냉매제어밸브(V3)를 제어하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제4토출유로(L42)에서 분기된 제7공급유로(L71)와 제3냉매제어밸브(V3)를 통해 제3열교환기(123)로 추가 공급함으로써 제3열교환기(123)를 통과한 압축공기의 공급온도(T3)를 제46정온도(예를 들면 30℃)까지 상승시키게 된다.In addition, the control unit opens the fourth refrigerant control valve V4 when the supply temperature T3 of the final compressed air passing through the third heat exchanger 123 is lower than the fifth set temperature (for example, 25 ° C). At the same time, by controlling the third refrigerant control valve (V3) and the high temperature refrigerant stored in the reservoir tank 140 to the seventh supply passage (L71) and the third refrigerant control valve (V3) branched from the fourth discharge passage (L42) By additionally supplying to the third heat exchanger 123, the supply temperature T3 of the compressed air passing through the third heat exchanger 123 is raised to the 46th constant temperature (eg, 30 ° C.).

이처럼 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)는 제3압축단(113)에 유입되는 압축공기의 공기유입온도(T2)가 낮거나 제3교환기(123)를 통과한 압축공기의 공급온도(T3)가 설정온도보다 낮을 때에 제1열교환기(121)에서 토출되는 고온의 냉매를 재활용하여 제2열교환기(122) 또는 제3열교환기(123)에 공급함으로써 제3압축단(113)으로 유입되는 압축공기의 공기유입온도(T2) 또는 제3교환기(123)를 통과한 압축공기의 공급온도(T3)을 설정온도로 맞출 수 있게 된다.As such, the compressed air cooling control apparatus 100 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention has a low air inlet temperature T2 of the compressed air flowing into the third compression stage 113 or passes through the third exchanger 123. When the supply temperature T3 of the compressed air is lower than the set temperature, the high temperature refrigerant discharged from the first heat exchanger 121 is recycled and supplied to the second heat exchanger 122 or the third heat exchanger 123. The air inlet temperature T2 of the compressed air flowing into the three compression stages 113 or the supply temperature T3 of the compressed air passing through the third exchanger 123 can be adjusted to the set temperature.

도 4는 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 제어 흐름도이다.4 is a control flowchart of a compressed air cooling control device of a high speed high efficiency turbo air compressor according to the present invention.

본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)는 다음과 같은 제어방법으로 각 냉매제어밸브(V1~V5)의 작동을 제어하여 제3압출단 공기유입온도(T2) 또는 최종 압축공기 공급온도(T3)룰 제어할 수 있다.Compressed air cooling control device 100 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention by controlling the operation of each refrigerant control valve (V1 ~ V5) in the following control method of the third extrusion end air inlet temperature (T2) or The final compressed air supply temperature (T3) can be controlled.

즉, 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)를 제어하는 냉각 제어방법은 각 압축단(111~113) 및 각 열교환기(121~123)를 작동하는 공기압축기 작동단계; 리저브탱크(140)에 고온의 냉매를 저장하는 단계; 제3압출단 공기유입온도(T2) 및 최종 압축공기 공급온도(T3)를 감지하는 단계; 제3압출단 공기유입온도(T2) 또는 최종 압축공기 공급온도(T3)에 따라 해당 냉매제어밸브(V1~V6)의 작동을 제어하여 제3압출단 공기유입온도(T2) 또는 최종 압축공기 공급온도(T3)를 상승 제어하는 냉매제어밸브 제어단계;를 포함할 수 있다.That is, the cooling control method for controlling the compressed air cooling control device 100 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention operates the air compressor to operate each compression stage (111 ~ 113) and each heat exchanger (121 ~ 123). step; Storing a high temperature refrigerant in the reserve tank 140; Sensing the third extrusion end air inlet temperature (T2) and the final compressed air supply temperature (T3); Supply the third compressed air inlet temperature T2 or the final compressed air by controlling the operation of the refrigerant control valves V1 to V6 according to the third compressed air inlet temperature T2 or the final compressed air supply temperature T3. And a refrigerant control valve control step of raising and controlling the temperature T3.

상기 냉각 제어방법의 리저브탱크(140)에 고온의 냉매를 저장하는 단계는 리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 제3공급압력(P3)을 제1공급유로(L11), 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)를 통해 제1열교환기(121), 제2열교환기(122), 제3열교환기(123)에 공급되는 냉매의 제2공급압력(P2)보다 크게 제어하는 냉매 압력제어단계; 리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 온도(T1)를 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)를 통해 제2열교환기(122), 제3열교환기(123)에 공급되는 냉매의 온도보다 크게 제어하는 냉매 온도제어단계;를 포함할 수 있다.In the storing of the high temperature refrigerant in the reserve tank 140 of the cooling control method, the third supply pressure P3 of the refrigerant stored in the reserve tank 140 may be the first supply channel L11 and the second supply channel ( L21) and greater than the second supply pressure P2 of the refrigerant supplied to the first heat exchanger 121, the second heat exchanger 122, and the third heat exchanger 123 through the third supply passage L31. Refrigerant pressure control step; The temperature T1 of the refrigerant stored in the reserve tank 140 is supplied to the second heat exchanger 122 and the third heat exchanger 123 through the second supply passage L21 and the third supply passage L31. Refrigerant temperature control step of controlling greater than the temperature of the refrigerant; may include.

도 5는 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 리저브 저장냉매 압력제어 흐름도이다.5 is a reserve storage refrigerant pressure control flowchart of the compressed air cooling control device of the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention.

상기 냉각 제어방법에서 리저브탱크(140) 냉매 저장단계의 냉매 압력제어단계는 리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 제3공급압력(P3)을 감지하는 단계; 감지된 제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 이하인가를 판단하는 제1판단단계; 제1판단결과 제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 이하이면 메인공급유로(L10)와 리저브탱크(140) 사이의 제4공급유로(L41)에 설치된 제4냉매제어밸브(V4)를 개방하여 메인공급유로(L10)를 통과하는 제1공급압력(P1)의 냉매를 리저브탱크(140)의 내부로 유입하여 제3공급압력(P3)을 제2공급압력(P2)보다 큰 압력으로 상승시키는 단계;를 포함하고, 제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 초과인가를 판단하는 제2판단단계; 제2판단결과 제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 초과이면 제4냉매제어밸브(V4)를 밀폐하여 메인공급유로(L10)의 제1공급압력(P1)의 냉매의 리저브탱크(140)의 유입을 차단하는 단계;를 포함할 수 있다.In the cooling control method, the refrigerant pressure control step of the refrigerant storage step of the reservoir tank 140 may include: detecting a third supply pressure P3 of the refrigerant stored in the reservoir tank 140; A first determining step of determining whether the sensed third supply pressure P3 is equal to or less than the second supply pressure P2; As a result of the first determination, when the third supply pressure P3 is less than or equal to the second supply pressure P2, the fourth refrigerant control valve installed in the fourth supply channel L41 between the main supply channel L10 and the reservoir tank 140 ( The refrigerant of the first supply pressure P1 passing through the main supply passage L10 by opening V4) is introduced into the reservoir tank 140 to make the third supply pressure P3 higher than the second supply pressure P2. A second determining step of determining whether the third supply pressure P3 is greater than the second supply pressure P2; As a result of the second determination, if the third supply pressure P3 is greater than the second supply pressure P2, the fourth refrigerant control valve V4 is sealed to reserve the refrigerant at the first supply pressure P1 of the main supply flow path L10. Blocking the inflow of the tank 140; may include.

도 6은 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 리저브 저장냉매 온도제어 흐름도이다.Figure 6 is a flow chart of the reserve storage refrigerant temperature control of the compressed air cooling control device of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention.

상기 냉각 제어방법에서 리저브탱크(140) 냉매 저장단계의 냉매 온도제어단계는 리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 온도(T1)을 감지하는 단계; 감지된 리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제1설정온도(예를 들면 30℃) 미만인가를 판단하는 제3판단단계; 제3판단결과 리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제1설정온도 미만이면 제1토출유로(L12)에 설치된 제1냉매제어밸브(V1)의 리저브탱크 공급측을 개방하여 리저브탱크(140)와 제1냉매제어밸브(151) 사이에 마련된 제5공급유로(L51)를 통해 리저브탱크(140)의 내부로 제1열교환기(121)에서 토출되는 고온의 냉매가 유입되도록 하는 단계;를 포함하고, 리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제2설정온도(예를 들면 35℃) 초과인가를 판단하는 제4판단단계; 제4판단결과 리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제2설정온도 초과이면 제1냉매제어밸브(V1)의 리저브탱크 공급측을 밀폐하여 제1열교환기(121) 토출 냉매의 리저브탱크(140)의 유입을 차단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In the cooling control method, the refrigerant temperature control step of the refrigerant storage step of the reservoir tank 140 may include: detecting a temperature T1 of the refrigerant stored in the reserve tank 140; A third judging step of determining whether the detected reserve tank refrigerant temperature T1 is lower than a first predetermined temperature (eg, 30 ° C.); As a result of the third judgment, if the reserve tank refrigerant temperature T1 is less than the first set temperature, the reserve tank supply side of the first refrigerant control valve V1 installed in the first discharge passage L12 is opened to reserve the reservoir tank 140 and the first. And allowing a high temperature refrigerant discharged from the first heat exchanger 121 to flow into the reservoir tank 140 through the fifth supply passage L51 provided between the refrigerant control valves 151. A fourth judging step of determining whether the tank refrigerant temperature T1 is above the second set temperature (eg, 35 ° C.); As a result of the fourth determination, when the reserve tank refrigerant temperature T1 is greater than the second set temperature, the reservoir tank supply side of the first refrigerant control valve V1 is sealed to introduce the reserve tank 140 of the refrigerant discharged from the first heat exchanger 121. Blocking the; may further include.

도 7은 본 발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치의 냉매제어밸브 제어 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a refrigerant control valve control of the compressed air cooling control device of the high speed and high efficiency turbo air compressor according to the present invention.

상기 냉각 제어방법에서 냉매제어밸브 제어단계는 제3압출단 공기유입온도(T2)가 제3설정온도(예를 들면 30℃) 미만인가를 판단하는 동시에 최종 압축공기 공급온도(T3)가 제5설정온도 미만(예를 들면 25℃)인가를 판단하는 제5판단단계; 제5판단결과 제3압출단 공기유입온도(T2)가 제3설정온도 미만이면 리저브탱크(140)의 제4토출유로(L42)에 설치된 제5냉매제어밸브(V5)를 개방하는 동시에 제2공급유로(L21)에 설치된 제2냉매제어밸브(V2)의 제6공급유로(L61) 측을 개방하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제2열교환기(122)로 공급함으로써 제3압출단 공기유입온도(T2)가 상승되도록 하고, 최종 압축공기 공급온도(T3)가 제5설정온도 미만이면 제5냉매제어밸브(V5)를 개방하는 동시에 제3공급유로(L31)에 설치된 제3냉매제어밸브(V3)의 제7공급유로(L71) 측을 개방하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제3열교환기(123)로 공급함으로써 함으로써 최종 압축공기 공급온도(T3)가 상승되도록 하는 단계;를 포함할 수 있다.In the cooling control method, the refrigerant control valve control step determines whether the third extrusion end air inlet temperature T2 is less than the third predetermined temperature (eg, 30 ° C.) and the final compressed air supply temperature T3 is fifth. A fifth determination step of determining whether the temperature is lower than the set temperature (for example, 25 ° C.); As a result of the fifth determination, when the third extrusion end air inflow temperature T2 is less than the third predetermined temperature, the fifth refrigerant control valve V5 installed in the fourth discharge passage L42 of the reservoir tank 140 is opened and the second By opening the sixth supply passage (L61) side of the second refrigerant control valve (V2) provided in the supply passage (L21) to supply the high temperature refrigerant stored in the reservoir tank 140 to the second heat exchanger (122) When the extrusion stage air inlet temperature (T2) is increased, and the final compressed air supply temperature (T3) is less than the fifth set temperature, the fifth refrigerant control valve (V5) is opened and at the same time the third supply passage (L31) The final compressed air supply temperature T3 is increased by opening the seventh supply flow path L71 of the third refrigerant control valve V3 to supply the high temperature refrigerant stored in the reserve tank 140 to the third heat exchanger 123. Allowing to be raised; may include.

또한, 상기 냉각 제어방법에서 냉매제어밸브 제어단계는 제3압출단 공기유입온도(T2)가 제4설정온도(예를 들면 35℃) 초과인가를 판단하는 동시에 최종 압축공기 공급온도(T3)가 제6설정온도(예를 들면 30℃)를 초과인가를 판단하는 제6판단단계; 제6판단결과 제3압출단 공기유입온도(T2)가 제4설정온도 초과이면 제5냉매제어밸브(V5)를 밀폐하는 동시에 제2냉매제어밸브(V2)의 제6공급유로(L61) 측을 밀폐하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 공기의 제2열교환기(122)로의 공급을 차단하고, 최종 압축공기 공급온도(T3)가 제6설정온도를 초과이면 제5냉매제어밸브(V5)를 밀폐하고, 제3냉매제어밸브(V3)의 제7공급유로(L71) 측을 밀폐하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 공기의 제3열교환기(123)로의 공급을 차단하는 단계;를 포함할 수 있다.Further, in the cooling control method, the refrigerant control valve control step determines whether the third extruded end air inlet temperature T2 is greater than the fourth set temperature (for example, 35 ° C), and at the same time, the final compressed air supply temperature T3 is A sixth judging step of judging whether or not the sixth set temperature (eg, 30 ° C.) is exceeded; As a result of the sixth determination, if the air inlet temperature T2 of the third extrusion end exceeds the fourth set temperature, the fifth refrigerant control valve V5 is sealed and the sixth supply flow path L61 of the second refrigerant control valve V2 is closed. To seal off the supply of hot air stored in the reserve tank 140 to the second heat exchanger 122, and if the final compressed air supply temperature T3 exceeds the sixth set temperature, the fifth refrigerant control valve V5. ) And closing the seventh supply passage (L71) side of the third refrigerant control valve (V3) to block the supply of hot air stored in the reserve tank 140 to the third heat exchanger (123); It may include.

발명에 따른 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치(100)을 제어하는 냉각 제어방법은 제3압출단 공기유입온도(T2) 또는 최종 압축공기 공급온도(T3)가 설정온도보다 낮을 때에 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제2열교환기(122) 또는 제3열교환기(123)로 공급함으로써 제3압출단 공기유입온도(T2) 또는 최종 압축공기 공급온도(T3)를 상승 제어함으로써 제3압출단(113)으로 설계온도보다 낮은 온도의 공기가 유입되어 제3압축단(113)의 공기압축효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되고, 최종 압축공기의 온도가 설계온도보다 낮은 온도로 공급되는 것을 방지할 수 있게 되어 고속 고효율 터보 공기압축기의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.The cooling control method for controlling the compressed air cooling control device 100 of the high-speed high-efficiency turbo air compressor according to the present invention is a reserve when the third extrusion end air inlet temperature (T2) or the final compressed air supply temperature (T3) is lower than the set temperature. By controlling the high temperature refrigerant stored in the tank 140 to the second heat exchanger 122 or the third heat exchanger 123, the third extrusion end air inlet temperature T2 or the final compressed air supply temperature T3 is controlled to increase. As a result, air at a temperature lower than the design temperature is introduced into the third compression stage 113, thereby preventing the air compression efficiency of the third compression stage 113 from decreasing, and the final compressed air temperature is lower than the design temperature. The temperature can be prevented from being supplied, thereby improving the quality of the high speed and high efficiency turbo air compressor.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by the present inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

100 : 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어장치
111~113 : 압축단
121~123 : 열교환기
130 : 압력레귤레이터
140 : 리저브탱크
V1~V6 : 냉매제어밸브100: Compressed air cooling controller of high speed high efficiency turbo air compressor
111 ~ 113: Compression stage
121 ~ 123: Heat exchanger
130: pressure regulator
140: reserve tank
V1 ~ V6: Refrigerant Control Valve

Claims (6)

각 압축단(111~113) 및 각 열교환기(121~123)를 작동하는 공기압축기 작동단계,
리저브탱크(140)에 고온의 냉매를 저장하는 단계,
제3압출단 공기유입온도(T2) 및 최종 압축공기 공급온도(T3)를 감지하는 단계,
제3압출단 공기유입온도(T2) 또는 최종 압축공기 공급온도(T3)에 따라 해당 냉매제어밸브(V1~V6)의 작동을 제어하여 제3압출단 공기유입온도(T2) 또는 최종 압축공기 공급온도(T3)를 상승 제어하는 냉매제어밸브 제어단계를 포함하되;
리저브탱크(140)에 고온의 냉매를 저장하는 단계는,
리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 제3공급압력(P3)을 제1공급유로(L11), 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)를 통해 제1열교환기(121), 제2열교환기(122), 제3열교환기(123)에 공급되는 냉매의 제2공급압력(P2)보다 크게 제어하는 냉매 압력제어단계,
리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 온도(T1)를 제2공급유로(L21), 제3공급유로(L31)를 통해 제2열교환기(122), 제3열교환기(123)에 공급되는 냉매의 온도보다 크게 제어하는 냉매 온도제어단계를 포함하며,
냉매 압력제어단계는,
리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 제3공급압력(P3)을 감지하는 단계,
감지된 제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 이하인가를 판단하는 제1판단단계,
제1판단결과 제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 이하이면 메인공급유로(L10)와 리저브탱크(140) 사이의 제4공급유로(L41)에 설치된 제4냉매제어밸브(V4)를 개방하여 메인공급유로(L10)를 통과하는 제1공급압력(P1)의 냉매를 리저브탱크(140)의 내부로 유입하여 제3공급압력(P3)을 제2공급압력(P2)보다 큰 압력으로 상승시키는 단계를 더 포함하고,
제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 초과인가를 판단하는 제2판단단계가 더 구비되고,
제2판단결과 제3공급압력(P3)이 제2공급압력(P2) 초과이면 제4냉매제어밸브(V4)를 밀폐하여 메인공급유로(L10)의 제1공급압력(P1)의 냉매의 리저브탱크(140)의 유입을 차단하는 단계를 포함하며,
냉매 온도제어단계는,
리저브탱크(140)에 저장되는 냉매의 온도(T1)을 감지하는 단계,
감지된 리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제1설정온도 미만인가를 판단하는 제3판단단계
제3판단결과 리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제1설정온도 미만이면 제1토출유로(L12)에 설치된 제1냉매제어밸브(V1)의 리저브탱크 공급측을 개방하여 리저브탱크(140)와 제1냉매제어밸브(151) 사이에 마련된 제5공급유로(L51)를 통해 리저브탱크(140)의 내부로 제1열교환기(121)에서 토출되는 고온의 냉매가 유입되도록 하는 단계를 더 포함하고,
리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제2설정온도 초과인가를 판단하는 제4판단단계,
제4판단결과 리저브탱크 냉매 온도(T1)가 제2설정온도 초과이면 제1냉매제어밸브(V1)의 리저브탱크 공급측을 밀폐하여 제1열교환기(121) 토출 냉매의 리저브탱크(140)의 유입을 차단하는 단계를 더 포함하며,
냉매제어밸브 제어단계는,
제3압출단 공기유입온도(T2)가 제3설정온도 미만인가를 판단하는 동시에 최종 압축공기 공급온도(T3)가 제5설정온도 미만 인가를 판단하는 제5판단단계,
제5판단결과 제3압출단 공기유입온도(T2)가 제3설정온도 미만이면, 리저브탱크(140)의 제4토출유로(L42)에 설치된 제5냉매제어밸브(V5)를 개방하는 동시에 제2공급유로(L21)에 설치된 제2냉매제어밸브(V2)의 제6공급유로(L61) 측을 개방하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제2열교환기(122)로 공급함으로써 제3압출단 공기유입온도(T2)가 상승되도록 하고,
최종 압축공기 공급온도(T3)가 제5설정온도 미만이면, 제5냉매제어밸브(V5)를 개방하는 동시에 제3공급유로(L31)에 설치된 제3냉매제어밸브(V3)의 제7공급유로(L71) 측을 개방하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 냉매를 제3열교환기(123)로 공급함으로써 함으로써 최종 압축공기 공급온도(T3)가 상승되도록 하는 단계를 포함하며,
냉매제어밸브 제어단계는,
제3압출단 공기유입온도(T2)가 제4설정온도 초과인가를 판단하는 동시에 최종 압축공기 공급온도(T3)가 제6설정온도를 초과인가를 판단하는 제6판단단계,
제6판단결과 제3압출단 공기유입온도(T2)가 제4설정온도 초과이면, 제5냉매제어밸브(V5)를 밀폐하는 동시에 제2냉매제어밸브(V2)의 제6공급유로(L61) 측을 밀폐하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 공기의 제2열교환기(122)로의 공급을 차단하고,
최종 압축공기 공급온도(T3)가 제6설정온도를 초과이면, 제5냉매제어밸브(V5)를 밀폐하고, 제3냉매제어밸브(V3)의 제7공급유로(L71) 측을 밀폐하여 리저브탱크(140)에 저장된 고온의 공기의 제3열교환기(123)로의 공급을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어방법.Air compressor operation step for operating each compression stage (111 ~ 113) and each heat exchanger (121 ~ 123),
Storing a high temperature refrigerant in the reserve tank 140,
Detecting the third extrusion end air inlet temperature (T2) and the final compressed air supply temperature (T3),
Supply the third compressed air inlet temperature T2 or the final compressed air by controlling the operation of the refrigerant control valves V1 to V6 according to the third compressed air inlet temperature T2 or the final compressed air supply temperature T3. Refrigerant control valve control step of controlling the rise in temperature (T3);
The step of storing the high temperature refrigerant in the reserve tank 140,
The first heat exchanger 121 receives the third supply pressure P3 of the refrigerant stored in the reservoir tank 140 through the first supply channel L11, the second supply channel L21, and the third supply channel L31. Refrigerant pressure control step of controlling greater than the second supply pressure (P2) of the refrigerant supplied to the second heat exchanger (122), the third heat exchanger (123),
The temperature T1 of the refrigerant stored in the reserve tank 140 is supplied to the second heat exchanger 122 and the third heat exchanger 123 through the second supply passage L21 and the third supply passage L31. Refrigerant temperature control step of controlling greater than the temperature of the refrigerant,
Refrigerant pressure control step,
Detecting a third supply pressure P3 of the refrigerant stored in the reserve tank 140,
A first determination step of determining whether the detected third supply pressure P3 is equal to or less than the second supply pressure P2,
As a result of the first determination, when the third supply pressure P3 is less than or equal to the second supply pressure P2, the fourth refrigerant control valve installed in the fourth supply channel L41 between the main supply channel L10 and the reservoir tank 140 ( The refrigerant of the first supply pressure P1 passing through the main supply passage L10 by opening V4) is introduced into the reservoir tank 140 to make the third supply pressure P3 higher than the second supply pressure P2. Further including raising to a large pressure,
A second determination step of determining whether the third supply pressure (P3) is greater than the second supply pressure (P2) is further provided,
As a result of the second determination, if the third supply pressure P3 is greater than the second supply pressure P2, the fourth refrigerant control valve V4 is sealed to reserve the refrigerant at the first supply pressure P1 of the main supply flow path L10. Blocking the inflow of the tank 140,
Refrigerant temperature control step,
Sensing the temperature T1 of the refrigerant stored in the reserve tank 140,
A third determination step of determining whether the detected reserve tank refrigerant temperature T1 is less than the first predetermined temperature;
As a result of the third judgment, if the reserve tank refrigerant temperature T1 is less than the first set temperature, the reserve tank supply side of the first refrigerant control valve V1 installed in the first discharge passage L12 is opened to reserve the reservoir tank 140 and the first. And allowing a high temperature refrigerant discharged from the first heat exchanger 121 to flow into the reservoir tank 140 through the fifth supply passage L51 provided between the refrigerant control valves 151.
A fourth determination step of determining whether the reserve tank refrigerant temperature T1 is greater than the second set temperature;
As a result of the fourth determination, when the reserve tank refrigerant temperature T1 is greater than the second set temperature, the reservoir tank supply side of the first refrigerant control valve V1 is sealed to introduce the reserve tank 140 of the refrigerant discharged from the first heat exchanger 121. Further comprising the step of blocking
Refrigerant control valve control step,
A fifth determination step of determining whether the third compressed air inflow temperature T2 is less than the third set temperature and determining whether the final compressed air supply temperature T3 is less than the fifth set temperature;
As a result of the fifth determination, if the third extrusion end air inflow temperature T2 is less than the third predetermined temperature, the fifth refrigerant control valve V5 provided in the fourth discharge passage L42 of the reservoir tank 140 is opened and By opening the sixth supply channel (L61) side of the second refrigerant control valve (V2) installed in the second supply channel (L21) to supply the high-temperature refrigerant stored in the reservoir tank 140 to the second heat exchanger (122) 3 Let the extruded air inlet temperature (T2) rise
If the final compressed air supply temperature T3 is less than the fifth set temperature, the fifth refrigerant flow passage of the third refrigerant control valve V3 provided in the third supply passage L31 is opened while the fifth refrigerant control valve V5 is opened. Opening the (L71) side to supply the high-temperature refrigerant stored in the reservoir tank 140 to the third heat exchanger 123 to thereby increase the final compressed air supply temperature (T3),
Refrigerant control valve control step,
A sixth judging step of judging whether the third compressed air inflow temperature T2 exceeds the fourth set temperature and determining whether the final compressed air supply temperature T3 exceeds the sixth set temperature;
As a result of the sixth determination, if the third inflow stage air inflow temperature T2 exceeds the fourth set temperature, the fifth refrigerant control valve V5 is sealed and the sixth supply passage L61 of the second refrigerant control valve V2 is closed. Sealing the side to block the supply of the hot air stored in the reserve tank 140 to the second heat exchanger 122,
When the final compressed air supply temperature T3 exceeds the sixth set temperature, the fifth refrigerant control valve V5 is sealed, and the seventh supply flow path L71 side of the third refrigerant control valve V3 is sealed to reserve Compressed air cooling control method of the high-speed, high-efficiency turbo air compressor characterized in that it comprises the step of shutting off the supply of the hot air stored in the tank 140 to the third heat exchanger (123). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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