KR102096594B1 - Air cooling system to constant temperature - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어 정온 냉각 시스템으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 냉매 온도가 실시간으로 신속 정확하게 보정되어 정온(일정한 온도)으로 유지되는 양질의 에어가 제공되는 에어 정온 냉각 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air constant temperature cooling system, which is described in more detail, wherein the coolant temperature is quickly and accurately corrected in real time to provide high quality air maintained at constant temperature (constant temperature).
통상적으로 각종의 공장설비나 플라즈마 디스플레이 패널 등의 생산설비에서는 설비기기의 구동이나 제어 등에 고압, 저온 에어가 널리 사용되고 있지만, 고압, 저온에어에 포함된 수분으로 인해 제조공정상의 불량률이 높고, 각종 설비의 고장을 유발하는 실정이다.Normally, high pressure and low temperature air is widely used for driving or controlling equipment, etc. in various factory facilities or production facilities such as plasma display panels, but the defect rate in the manufacturing process is high due to moisture contained in high pressure and low temperature air, and various facilities It is the situation that causes the failure of.
이에 종래에 개시된 특허등록번호 10-1774862호에서, 제1, 2 선택유입밸브들을 개폐제어하여 제1 또는 제2 탱크에서는 제습작용이 진행되면서 제2 또는 제1 탱크에서 재생작용이 진행되도록 하는 단계; 상기 제습작용이 진행된 압축공기를 상기 히팅수단(22)을 통과시켜 가열하여 가열된 압축공기를 재생작용이 행하여지는 탱크로 유입시키는 가열단계; 상기 가열단계 이후에 상기 히팅수단을 오프하여 압축공기를 오프하여 히팅수단을 통과하면서 가열되던 압축공기를 냉각시켜 상기 탱크로 유입시키는 냉각단계; 상기 제1,2 선택유입밸브를 모두 열고, 동시에 제1 탱크 측 배출밸브와 제2 탱크측 배출밸브를 모두 닫아서 전체 시스템에서 압축공기가 대기로 배출되는 작용이 진행되는 것을 방지하여 상기 제1 및 제2 탱크내의 압력을 높이는 제2 증압단계; 상기 제2 증압단계 이후에 제1 탱크와 제2 탱크의 작용을 전환하는 단계;로 이루어지는 기술이 선 등록된 바 있지만, 이는 사용처로 공급되는 건조공기의 압력을 연속적으로 일정하게 유지할 수 있는 것으로, 일정한 온도의 정온 에어를 필요로 하는 정밀제품 제조라인에 적용할 수 없는 실정이다.Accordingly, in the patent registration number 10-1774862 disclosed in the related art, the first and second selection inflow valves are opened and closed to control the regeneration operation in the second or first tank while the dehumidification operation is performed in the first or second tank. ; A heating step of heating the compressed air having undergone dehumidification through the heating means (22) and introducing the heated compressed air into a tank where regeneration is performed; A cooling step of turning off the heating means after the heating step and turning off compressed air to cool the compressed air that has been heated while passing through the heating means to flow into the tank; The first and second selective inlet valves are opened at the same time, and both the first tank-side discharge valve and the second tank-side discharge valve are closed at the same time to prevent the compressed air from being discharged from the entire system to the atmosphere. A second pressure increasing step of increasing the pressure in the second tank; After the second step of increasing the pressure, the operation of switching the operation of the first tank and the second tank has been pre-registered, but this is to keep the pressure of the dry air supplied to the use continuously constant, It cannot be applied to a precision product manufacturing line that requires constant temperature constant temperature air.
또한, 다른 종래기술인 등록특허 10-1193663호에서, 미스트 세퍼레이터의 하류 측에 이 미스트 세퍼레이터로의 고압드라이에어의 역류를 방지하는 역지기구를 마련하고, 상기 미스트 세퍼레이터와 상기 탱크와의 사이에 이 탱크로부터 이 미스트 세퍼레이터로의 고압에어의 공급·정지를 전환하는 개폐밸브를 설치함과 아울러, 상기 역지기구의 하류의 고압드라이에어 압력을 검출하고, 당해 고압드라이에어 압력이 설정값을 넘었을 때, 상기 개폐밸브를 닫아 상기 탱크의 내부압력의 저하를 억제하는 압력스위치를 구비한 기술이 선 등록된 바 있지만, 고압에어를 제공하기 위한 기술로서, 저온 에어를 간헐적으로 사용하는 현장에 적용시 온도 유지가 불가능한 폐단이 따랐다.In addition, in another prior art registration patent No. 10-1193663, a check mechanism is provided on the downstream side of the mist separator to prevent backflow of high-pressure dry air to the mist separator, and this tank is provided between the mist separator and the tank. When the high-pressure dry air pressure downstream of the check mechanism is detected while the on-off valve for switching the supply and stop of the high-pressure air to the mist separator is detected, and when the high-pressure dry air pressure exceeds a set value, Although a technology having a pressure switch that suppresses a drop in the internal pressure of the tank by closing the on-off valve has been pre-registered, it is a technology for providing high-pressure air, and maintains the temperature when applied to a site that uses low-temperature air intermittently. The impossible was followed.
한편, 반도체 제조라인을 포함하는 정밀제품 생산라인에서는 3℃ 이하의 저온 및 8.5bar의 고압 에어를 요구하고 있지만, 기존 4.5bar로 구축된 에어라인 전체를 업그레이드하기에는 비용부담이 크고, 이에 특정 영역의 에어라인에 헬륨가스 또는 질소가스를 주입하는 방식으로 사용처의 요구조건을 충족하고 있지만, 생산원가 상승과 더불어 불규칙한 에어 사용량(타임) 예컨대, 에어 7초 분사 공급 후 10초 대기하는 작업환경에서 에어를 설정된 정확한 온도로 유지하여 공급하는 것은 사실상 어려운 실정이다.On the other hand, the precision product production line including the semiconductor manufacturing line requires low temperature of 3 ° C or less and high pressure air of 8.5 bar, but it is expensive to upgrade the entire air line built with the existing 4.5 bar. The helium gas or nitrogen gas is injected into the air line to meet the requirements of the place of use, but the production cost rises and irregular air consumption (time), for example, air is supplied in a working environment where 10 seconds are waited after 7 seconds of injection of air. In fact, it is difficult to maintain and supply the correct temperature.
본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 급냉 열교환부를 거쳐 냉각 처리된 에어가 정온 열교환부로 이동되어 설정된 온도로 예냉 저장되도록 구성한 에어 정온 냉각 시스템을 제공함을 본 발명의 해결과제로 한다. In the present invention, a new technology was devised to solve the above-mentioned problems in the prior art, and the present invention provides an air constant temperature cooling system configured to allow air cooled by passing through a rapid cooling heat exchange unit to be transferred to a constant temperature heat exchange unit and pre-cooled at a set temperature. Let's solve the problem.
또한, 압축기에서 출력되는 고온 냉매를 이용하여 급냉 열교환부 및 정온 열교환부로 공급되는 냉매 온도가 각각 실시간으로 신속 정확하게 보정되므로 에어 사용량이 불규칙한 작업환경에 유연하게 대응하여 온도 편차 없이 정온으로 유지되는 양질의 에어가 제공되는 에어 정온 냉각 시스템을 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.In addition, since the refrigerant temperature supplied to the quenched heat exchanger and the constant temperature heat exchanger is quickly and accurately corrected in real time by using the high temperature refrigerant output from the compressor, the air usage is flexibly responded to irregular working environments, maintaining a constant temperature without temperature deviation. Another object is to provide an air constant temperature cooling system in which air is provided.
이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되도록 한다.In addition, although not separately described, other objects within a range that can be inferred in consideration of specific contents and claims for carrying out the following invention are also included in the overall subject matter of the present invention.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 에어 정온 냉각 시스템를 구성하되, 압축기(1), 응축기(2) 팽창변(3) 및 증발열교환기(12)를 이용한 냉매 순환 사이클을 이용하여 에어를 냉각하도록 구비되는 급냉 열교환부(10); 상기 제 1열교환부(10)에 의해 냉각된 에어를 저장 보유한 상태로, 급냉 열교환부(10)를 거친 저온저압 기체 냉매를 이용하여 에어를 정온으로 유지하도록 구비되는 정온 열교환부(20); 상기 압축기(1)에서 출력되는 고온고압 기체 냉매를 이용하여 급냉 열교환부(10)로 이동되는 저온저압 액체 냉매 온도를 제어하도록 구비되는 급냉 컨트롤러부(30); 및 상기 압축기(1)에서 바이패스팽창변(41)을 거쳐 출력되는 고온저압 기체 냉매를 이용하여 정온 열교환부(20)로 공급되는 저온저압 기체 냉매 온도를 제어하도록 구비되는 정온 컨트롤러부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.As a specific means for solving the problems of the present invention, the present invention constitutes an air constant temperature cooling system, but uses a refrigerant circulation cycle using a compressor (1), a condenser (2), an expansion valve (3), and an evaporative heat exchanger (12). Quenched
이때, 상기 급냉 열교환부(10)는, 저온저압 액체 냉매를 기체로 기화하면서 열교환이 이루어지도록 냉매라인(12a)과 에어라인(12b)이 서로 접하도록 구성되는 증발열교환기(12)와, 증발열교환기(12)의 에어라인(12b) 출력 측에 설치되어 에어 냉각온도를 검출하는 제 1온도센서(14)로 이루어지고, 상기 제 1온도센서(14) 검출 값과 제어부(50) 설정온도 값을 연산하여 급냉 컨트롤러부(30)를 통한 고온고압 기체 냉매의 혼합비율이 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.At this time, the quench
또한, 상기 정온 열교환부(20)는, 급냉 열교환부(10)에 의해 냉각된 에어를 저장하는 예냉탱크(22)와, 예냉탱크(22) 내부로 급냉 열교환부(10)를 거친 저온저압 기체 냉매가 순환되도록 구비되는 냉매라인(20a)과, 예냉탱크(22)에 출력되는 에어 압력을 검출하는 압력센서(23)와, 예냉탱크(22) 내부 온도를 검출하는 제 2온도센서(24)로 이루어지고, 상기 제 2온도센서(24) 검출 값과 제어부(50) 설정온도 값을 연산하여 정온 컨트롤러부(30)를 통한 고온저압 기체 냉매 혼합비율이 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the constant temperature
또한, 상기 급냉 컨트롤러부(30)는, 압축기(1) 냉매 출력라인(1a)과 팽창변(3)을 거친 냉매 출력라인(3a)을 연결하는 제 1바이패스라인(32)과, 제 1바이패스라인(32)을 통한 고온고압 기체 냉매 이동량을 제어하는 제 1바이패스밸브(34)로 이루어지고, 상기 제 1바이패스밸브(34)는 제어부(50) 설정된 값 대비 제 1온도센서(14) 검출 값이 작을 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 증가되고, 제어부 설정된 값 대비 제 1온도센서(14) 검출 값이 클 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 감소되도록 조절되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 정온 컨트롤러부(40)는, 압축기(1) 냉매 출력라인(1a)과 예냉탱크(22)의 냉매 입력라인(22a)을 연결하는 제 2바이패스라인(42)과, 제 2바이패스라인을 통한 냉매 이동량을 제어하는 제 2바이패스밸브(44)와, 제 2바이패스라인(42)에 설치되어 고안고압 기체 냉매를 고온저압 기체 냉매로 출력하는 바이패스팽창변(41)으로 이루어지고, 상기 제 2바이패스밸브(44)는 제어부(50) 설정된 값 대비 제 2온도센서(24) 검출 값이 작을 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 증가되고, 제어부(50) 설정된 값 대비 제 2온도센서(24) 검출 값이 클 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 감소되도록 조절되는 것을 특징으로 한다.In addition, the constant
또한, 상기 증발열교환기(12)의 에어라인(12b) 입력 측에 연결되어 메인 에어라인(100)을 통하여 공급되는 에어 압력을 승압 제어하는 부스터 압축기(60)가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a
상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명은 급냉 열교환부를 거쳐 냉각처리된 에어가 정온 열교환부로 이동되어 설정된 온도로 예냉 저장되어 설정된 정확한 온도로 에어를 공급할 수 있어 반도체와 같은 정밀 부품 제조라인에 효용성이 크다. According to a specific means for solving the above-described problem, the present invention is a precision component manufacturing line such as a semiconductor, since the air cooled through the quench heat exchanger is moved to a constant temperature heat exchanger and pre-cooled at a set temperature to supply the air at the correct temperature. The utility is great.
또한, 압축기에서 출력되는 고온 냉매를 이용하여 급냉 열교환부 및 정온 열교환부로 공급되는 냉매 온도가 각각 실시간으로 신속 정확하게 보정되므로 에어 사용량이 불규칙한 작업환경에 유연하게 대응하여 온도 편차 없이 정온으로 유지되는 양질의 에어가 제공되는 효과가 있다.In addition, since the refrigerant temperature supplied to the quenched heat exchanger and the constant temperature heat exchanger is quickly and accurately corrected in real time by using the high temperature refrigerant output from the compressor, the air usage is flexibly responded to irregular working environments, maintaining a constant temperature without temperature deviation. There is an effect that air is provided.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에어 정온 냉각 시스템을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 정온 냉각 시스템의 급냉 열교환부와 급냉 컨트롤러부를 확대하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에어 정온 냉각 시스템의 정온 열교환부와 정온 컨트롤러부를 확대하여 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing the overall air constant temperature cooling system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an enlarged quench heat exchange unit and a quench controller unit of an air constant temperature cooling system according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged configuration diagram showing a constant temperature heat exchange unit and a constant temperature controller of the air constant temperature cooling system according to an embodiment of the present invention.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, specific contents for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, when it is determined that the subject matter of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명은 에어 정온 냉각 시스템에 관련되며, 이는 급냉 열교환부를 거쳐 냉각처리된 에어가 정온 열교환부로 이동되어 설정된 온도로 예냉 저장되도록 구성되어 에어 사용량이 불규칙한 작업환경에서도 온도 편차 없이 정온으로 유지되는 양질의 에어를 제공하기 위해 급냉 열교환부(10), 정온 열교환부(20), 급냉 컨트롤러부(30), 정온 컨트롤러부(40)를 포함하는 주요구성으로 이루어진다.The present invention relates to an air constant temperature cooling system, which is configured such that air cooled through a rapid heat exchange unit is moved to a constant temperature heat exchange unit and pre-cooled at a set temperature, so that air usage is maintained at constant temperature without temperature deviation even in an irregular working environment. In order to provide air, the main structure includes a quench
먼저 본 발명에 따른 급냉 열교환부(10)는 압축기(1), 응축기(2) 팽창변(3) 및 증발열교환기(12)를 이용한 냉매 순환 사이클을 이용하여 에어를 냉각하도록 구비된다. First, the quench
도 1을 참조하면, 상기 급냉 열교환부(10)는 저온저압의 가스 냉매를 고온고압의 가스 냉매로 압축하는 압축기(1)와, 압축기(1)에서 배출되는 고온고압의 가스 냉매가 흐르는 냉매배관에 흡열매체를 접촉시켜 고온고압의 가스 냉매를 저온고압의 액체 냉매로 상변화 시키는 응축기(2)와, 응축기(2)에서 배출되는 액체 냉매의 압력을 감압하는 팽창변(3)과, 팽창변(3)에서 배출되는 저온저압의 액체 냉매에 발열유체인 에어를 접촉시켜 에어의 온도는 낮추고 상기 저온저압의 액체 냉매는 저온저압의 가스 냉매로 상변화 시키는 증발열교환기(12)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the quench
그리고 상기 급냉 열교환부(10)는, 저온저압 액체 냉매를 기체로 기화하면서 열교환이 이루어지도록 냉매라인(12a)과 에어라인(12b)이 서로 접하도록 구성되는 증발열교환기(12)와, 증발열교환기(12)의 에어라인(12b) 출력 측에 설치되어 에어 냉각온도를 검출하는 제 1온도센서(14)로 이루어진다. 도 1에서 상기 증발열교환기(12)는 에어의 냉각효율을 높이기 위해 두개의 증발열교환기(12)를 병렬 배치하고 각각의 냉매라인(12a)에 팽창변(3)을 거친 냉매 출력라인(3a)을 분기시켜 연결 구성한 예를 도시하고 있으나, 이에 국한되지 않고 필요에 따라 증발열교환기(12)의 개수를 가감할 수 있다. And the quench
한편, 상기 제 1온도센서(14) 검출 값과 제어부(50) 설정온도 값을 연산하여 급냉 컨트롤러부(30)를 통한 고온고압 기체 냉매의 혼합비율이 제어되도록 구비되는바, 이에 따른 상세한 설명은 하기에서 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. On the other hand, the
본 발명에 따른 정온 열교환부(20)는 상기 제 1열교환부(10)에 의해 냉각된 에어를 저장 보유한 상태로, 급냉 열교환부(10)를 거친 저온저압 기체 냉매를 이용하여 에어를 정온으로 유지하도록 구비된다.The constant temperature
보다 구체적으로 상기 정온 열교환부(20)는, 급냉 열교환부(10)에 의해 냉각된 에어를 저장하는 예냉탱크(22)와, 예냉탱크(22) 내부로 급냉 열교환부(10)를 거친 저온저압 기체 냉매가 순환되도록 구비되는 냉매라인(20a)과, 예냉탱크(22)에 출력되는 에어 압력을 검출하는 압력센서(23)와, 예냉탱크(22) 내부 온도를 검출하는 제 2온도센서(24)로 이루어진다. 여기서 냉매라인(20a)은 예냉탱크(22) 내부에 코일관 형태로 구성되어, 예냉탱크(22)에 저장된 에어와 열교환되도록 구비되며, 예냉탱크(22) 양단에 에어 입, 출력포트가 배치되며, 내부 응축수를 배출하기 위한 드레인라인이 구비된다.More specifically, the constant temperature
그리고, 상기 제 2온도센서(24) 검출 값과 제어부(50) 설정온도 값을 연산하여 정온 컨트롤러부(40)를 통한 고온저압 기체 냉매 혼합비율이 제어되도록 구비되는바, 이에 따른 상세한 설명은 도 3에 대한 설명을 참조한다.And, the
도 2는 본 발명의 에어 정온 냉각 시스템의 급냉 열교환부와 급냉 컨트롤러부를 확대 도시한 것으로, 상기 급냉 컨트롤러부(30)는 상기 압축기(1)에서 출력되는 고온고압 기체 냉매를 이용하여 급냉 열교환부(10)로 이동되는 저온저압 액체 냉매 온도를 제어하도록 구비된다.2 is an enlarged view of a quench heat exchange unit and a quench controller unit of the air constant temperature cooling system of the present invention, wherein the
여기서, 상기 급냉 컨트롤러부(30)는, 압축기(1) 냉매 출력라인(1a)과 팽창변(3)을 거친 냉매 출력라인(3a)을 연결하는 제 1바이패스라인(32)과, 제 1바이패스라인(32)을 통한 고온고압 기체 냉매 이동량을 제어하는 제 1바이패스밸브(34)로 이루어진다.Here, the
이에 상기 제 1바이패스밸브(34)는 제어부(50) 설정된 값 대비 제 1온도센서(14) 검출 값이 작을 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 증가되고, 제어부 설정된 값 대비 제 1온도센서(14) 검출 값이 클 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 감소되도록 조절되므로, 상기 급냉 열교환부(10)로 공급되는 냉매 온도가 실시간으로 제어되어 증발열교환기(12)를 통해 냉각된 에어의 온도를 설정값으로 맞출 수 있게 된다. Accordingly, the
도 3은 에어 정온 냉각 시스템의 정온 열교환부와 정온 컨트롤러부를 확대 도시한 것으로, 컨트롤러부(40)는 압축기(1)에서 바이패스팽창변(41)을 거쳐 출력되는 고온저압 기체 냉매를 이용하여 정온 열교환부(20)로 이동되는 저온저압 기체 냉매 온도를 제어하도록 구비된다. FIG. 3 is an enlarged view of a constant temperature heat exchange unit and a constant temperature controller unit of the air constant temperature cooling system, and the
상기 정온 컨트롤러부(40)는, 압축기(1) 냉매 출력라인(1a)과 예냉탱크(22)의 냉매 입력라인(22a)을 연결하는 제 2바이패스라인(42)과, 제 2바이패스라인을 통한 냉매 이동량을 제어하는 제 2바이패스밸브(44)와, 제 2바이패스라인(42)에 설치되어 고안고압 기체 냉매를 고온저압 기체 냉매로 출력하는 바이패스팽창변(41)으로 이루어진다.The constant
이에 상기 제 2바이패스밸브(44)는 제어부(50) 설정된 값 대비 제 2온도센서(24) 검출 값이 작을 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 증가되고, 제어부(50) 설정된 값 대비 제 2온도센서(24) 검출 값이 클 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 감소되도록 조절되므로, 상기 정온 열교환부(20)로 이동되는 냉매 온도가 실시간으로 신속 정확하게 보정됨과 더불어, 예냉탱크(22) 안의 압축공기의 온도를 항상 설정온도에 맞도록 유지하게 한다. Accordingly, when the detection value of the
이처럼 급냉 열교환부(10)의 후단에 정온 열교환부(20)를 더 구성함으로써 급냉 열교환부(10)를 거쳐 냉각처리된 에어가 정온 열교환부(20)로 이동되어 설정된 온도로 정확하게 예냉 저장되어 필요로 하는 공정 라인에 공급할 수 있다. As such, by further configuring the constant temperature
또한 상기 도 2 내지 3에 예시한 바와 같이 압축기(1)에서 출력되는 고온 냉매를 이용하여 급냉 열교환부(30) 및 정온 열교환부(40)로 공급되는 냉매 온도가 각각 실시간으로 신속 정확하게 보정되므로 에어 사용량이 불규칙한 작업환경 예컨대, 에어를 7초 동안 분사 후에 10초 동안 대기하는 불규칙한 환경에 유연하게 대응하여 온도 편차 없이 정온으로 유지되는 양질의 에어가 제공되는 이점이 있다.Also, as illustrated in FIGS. 2 to 3, the refrigerant temperature supplied to the quench
한편, 상기 증발열교환기(12)의 에어라인(12b) 입력 측에 연결되어 메인 에어라인(100)을 통하여 공급되는 에어 압력을 승압 제어하는 부스터 압축기(60)가 구비된다. 일예로서, 기존 에어 메인압력 4.5bar인 현장의 일부 라인에 대해 8.5bar의 고압 에어를 필요로 할 경우, 기존 메인 에어 4.5bar를 부스터 압축기(60)에서 8.5bar로 승압하여 공급하므로, 기존 메인 에어라인을 전체를 업그레이드 하지 않고도 사용처별로 요구하는 압력의 에어를 공급할 수 있고, 이 고압 에어를 정온 컨트롤러부(40)에 의해 냉매의 온도 조절이 가능한 정온 열교환부(20)를 거침으로써 설정된 온도로 공급될 수 있는 것이다. On the other hand, a
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.As described above, in the detailed description of the present invention, the most preferred embodiments of the present invention have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but the protection scope should be recognized from the technologies of the claims to be described later and the technical means equivalent to these technologies.
1: 압축기 1a: 냉매 출력라인
2: 응축기 3: 팽창변
3a: 냉매 출력라인
10: 급냉 열교환부
12: 증발열교환기 12a: 냉매라인
12b: 에어라인 14: 제 1온도센서
20: 정온 열교환부 22: 예냉탱크
22a: 냉매 입력라인 23: 압력센서
24: 제 2온도센서
30: 급냉 컨트롤러부
32: 제 1바이패스라인 34: 제 1바이패스밸브
40: 정온 컨트롤러부 41: 바이패스팽창변
42: 제 2바이패스라인 44: 제 2바이패스밸브
50: 제어부 60: 부스터 압축기1:
2: Condenser 3: Expansion valve
3a: refrigerant output line
10: quench heat exchanger
12:
12b: Air line 14: 1st temperature sensor
20: constant temperature heat exchange unit 22: pre-cooling tank
22a: refrigerant input line 23: pressure sensor
24: second temperature sensor
30: quenching controller unit
32: first bypass line 34: first bypass valve
40: constant temperature controller unit 41: bypass expansion valve
42: 2nd bypass line 44: 2nd bypass valve
50: control unit 60: booster compressor
Claims (6)
상기 급냉 열교환부(10)에 의해 냉각된 에어를 저장 보유한 상태로, 급냉 열교환부(10)를 거친 저온저압 기체 냉매를 이용하여 에어를 정온으로 유지하도록 구비되는 정온 열교환부(20);
상기 압축기(1)에서 출력되는 고온고압 기체 냉매를 이용하여 급냉 열교환부(10)로 이동되는 저온저압 액체 냉매 온도를 제어하도록 구비되는 급냉 컨트롤러부(30); 및
상기 압축기(1)에서 바이패스팽창변(41)을 거쳐 출력되는 고온저압 기체 냉매를 이용하여 정온 열교환부(20)로 공급되는 저온저압 기체 냉매 온도를 제어하도록 구비되는 정온 컨트롤러부(40);를 포함하며,
상기 정온 열교환부(20)는, 급냉 열교환부(10)에 의해 냉각된 에어를 저장하는 예냉탱크(22)와, 예냉탱크(22) 내부로 급냉 열교환부(10)를 거친 저온저압 기체 냉매가 순환되도록 구비되는 냉매라인(20a)과, 예냉탱크(22)에 출력되는 에어 압력을 검출하는 압력센서(23)와, 예냉탱크(22) 내부 온도를 검출하는 제 2온도센서(24)로 이루어지고, 상기 제 2온도센서(24) 검출 값과 제어부(50) 설정온도 값을 연산하여 정온 컨트롤러부(40)를 통한 고온저압 기체 냉매 혼합비율이 제어되는 것을 특징으로 하는 에어 정온 냉각 시스템.
A quench heat exchange unit 10 provided to cool the air using a refrigerant circulation cycle using a compressor 1, a condenser 2, an expansion valve 3, and an evaporative heat exchanger 12;
A constant temperature heat exchanger (20) provided to store and retain the air cooled by the quench heat exchanger (10), using low temperature low pressure gas refrigerant having passed through the quench heat exchanger (10) to maintain air at a constant temperature;
A quenching controller unit 30 provided to control the temperature of the low temperature and low pressure liquid refrigerant moving to the quenching heat exchange unit 10 by using the high temperature and high pressure gas refrigerant output from the compressor 1; And
A constant temperature controller 40 provided to control the low temperature low pressure gas refrigerant temperature supplied to the constant temperature heat exchange unit 20 by using the high temperature low pressure gas refrigerant output from the compressor 1 via the bypass expansion valve 41; Includes,
The constant temperature heat exchange unit 20 includes a pre-cooling tank 22 for storing air cooled by the quench heat-exchanging unit 10, and a low-temperature low-pressure gas refrigerant having passed through the quench heat-exchanging unit 10 into the pre-cooling tank 22. A refrigerant line (20a) provided to be circulated, a pressure sensor (23) for detecting the air pressure output to the pre-cooling tank (22), and a pre-cooling tank (22) comprising a second temperature sensor (24) for detecting the temperature inside. The air constant temperature cooling system, characterized in that the mixing ratio of the high temperature low pressure gas refrigerant through the constant temperature controller unit 40 is controlled by calculating the detection value of the second temperature sensor 24 and the set temperature value of the control unit 50.
상기 급냉 열교환부(10)는, 저온저압 액체 냉매를 기체로 기화하면서 열교환이 이루어지도록 냉매라인(12a)과 에어라인(12b)이 서로 접하도록 구성되는 증발열교환기(12)와, 증발열교환기(12)의 에어라인(12b) 출력 측에 설치되어 에어 냉각온도를 검출하는 제 1온도센서(14)로 이루어지고, 상기 제 1온도센서(14) 검출 값과 제어부(50) 설정온도 값을 연산하여 급냉 컨트롤러부(30)를 통한 고온고압 기체 냉매의 혼합비율이 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 정온 냉각 시스템.
According to claim 1,
The quench heat exchanger (10) includes an evaporative heat exchanger (12) and an evaporative heat exchanger (12) configured so that the refrigerant line (12a) and the air line (12b) come into contact with each other so that heat exchange occurs while vaporizing the low-temperature, low-pressure liquid refrigerant into gas. ) Is installed on the output side of the air line (12b) and consists of a first temperature sensor (14) that detects the air cooling temperature, and calculates the first temperature sensor (14) detection value and the control unit (50) set temperature value. Air constant temperature cooling system, characterized in that provided to control the mixing ratio of the high temperature and high pressure gas refrigerant through the quench controller unit 30.
상기 급냉 컨트롤러부(30)는, 압축기(1) 냉매 출력라인(1a)과 팽창변(3)을 거친 냉매 출력라인(3a)을 연결하는 제 1바이패스라인(32)과, 제 1바이패스라인(32)을 통한 고온고압 기체 냉매 이동량을 제어하는 제 1바이패스밸브(34)로 이루어지고, 상기 제 1바이패스밸브(34)는 제어부(50) 설정된 값 대비 제 1온도센서(14) 검출 값이 작을 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 증가되고, 제어부 설정된 값 대비 제 1온도센서(14) 검출 값이 클 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 감소되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 에어 정온 냉각 시스템.
According to claim 2,
The quench controller unit 30 includes a first bypass line 32 and a first bypass line connecting the refrigerant output line 1a of the compressor 1 and the refrigerant output line 3a having passed through the expansion valve 3. It consists of a first bypass valve (34) for controlling the amount of high temperature and high pressure gas refrigerant flow through (32), the first bypass valve (34) detects the first temperature sensor (14) compared to the set value of the control unit (50) When the value is small, the mixing ratio of the high-temperature low-pressure gas refrigerant is increased, and when the detection value of the first temperature sensor 14 is larger than the control value, the constant temperature cooling of the air is characterized in that the mixing ratio of the high-temperature low pressure gas refrigerant is reduced. system.
상기 정온 컨트롤러부(40)는, 압축기(1) 냉매 출력라인(1a)과 예냉탱크(22)의 냉매 입력라인(22a)을 연결하는 제 2바이패스라인(42)과, 제 2바이패스라인을 통한 냉매 이동량을 제어하는 제 2바이패스밸브(44)와, 제 2바이패스라인(42)에 설치되어 고안고압 기체 냉매를 고온저압 기체 냉매로 출력하는 바이패스팽창변(41)으로 이루어지고, 상기 제 2바이패스밸브(44)는 제어부(50) 설정된 값 대비 제 2온도센서(24) 검출 값이 작을 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 증가되고, 제어부(50) 설정된 값 대비 제 2온도센서(24) 검출 값이 클 경우 고온저압 기체 냉매의 혼합비율이 감소되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 에어 정온 냉각 시스템.
According to claim 1,
The constant temperature controller unit 40 includes a second bypass line 42 and a second bypass line connecting the refrigerant output line 1a of the compressor 1 and the refrigerant input line 22a of the precooling tank 22. It is composed of a second bypass valve (44) for controlling the amount of refrigerant movement through, and a bypass expansion valve (41) that is installed on the second bypass line (42) and outputs a high pressure gas refrigerant to a high temperature and low pressure gas refrigerant. The second bypass valve 44 increases the mixing ratio of the high-temperature and low-pressure gas refrigerant when the detection value of the second temperature sensor 24 is small compared to the set value of the control unit 50, and the second temperature of the set value of the control unit 50 When the detection value of the sensor 24 is large, an air constant temperature cooling system characterized in that the mixing ratio of the high-temperature low-pressure gas refrigerant is reduced.
상기 증발열교환기(12)의 에어라인(12b) 입력 측에 연결되어 메인 에어라인(100)을 통하여 공급되는 에어 압력을 승압 제어하는 부스터 압축기(60)가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 정온 냉각 시스템.The method according to any one of claims 1 to 5,
Air booster cooling system characterized in that it is connected to the input side of the air line (12b) of the evaporative heat exchanger (12) is provided with a booster compressor (60) for boosting and controlling the air pressure supplied through the main air line (100).
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