KR102325379B1 - Operation Control Method for High Temperature Difference and Low Condenser Water Temperature on Cooling Towers - Google Patents

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KR102325379B1 KR1020210048529A KR20210048529A KR102325379B1 KR 102325379 B1 KR102325379 B1 KR 102325379B1 KR 1020210048529 A KR1020210048529 A KR 1020210048529A KR 20210048529 A KR20210048529 A KR 20210048529A KR 102325379 B1 KR102325379 B1 KR 102325379B1
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송영학
하주완
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경상국립대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an operation control system and a method for manufacturing large-temperature differential low-temperature cooling water in a cooling tower, and more specifically to the operation control system and method for manufacturing large-temperature differential low-temperature cooling water in a cooling tower that includes a cooling tower for cooling the cooling water through heat exchange between the cooling water introduced from the refrigerator and outside air, and a server for controlling the cooling tower inflow (LA_in) injected into the cooling tower so that the cooling range (ΔTCR), which is the difference between the cooling tower inlet temperature (TA_in) and the cooling tower outlet temperature (TA_out), can be maintained at the maximum. The operation control method for manufacturing large-temperature differential low-temperature cooling water in a cooling tower comprises an initial setting step; an inlet temperature input step; a cooling fan control step; and a pump control step.

Description

냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법{Operation Control Method for High Temperature Difference and Low Condenser Water Temperature on Cooling Towers}Operation Control Method for High Temperature Difference and Low Condenser Water Temperature on Cooling Towers

본 발명은 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 냉각수 입구 및 출구의 온도차를 확대하여 저온의 냉각수를 제조하고, 이에 따라 펌프 및 냉동기의 에너지 사용량을 절감할 수 있는 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an operation control system and method for manufacturing large-temperature differential low-temperature cooling water in a cooling tower, and more specifically, to a low-temperature cooling water by expanding the temperature difference between a cooling water inlet and an outlet, thereby reducing energy consumption of pumps and refrigerators It relates to an operation control system and method for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower that can do this.

최근 건물의 대형화에 따른 동력 수요 증가, 쾌적한 건물환경 조성을 위한 냉·난방 및 조명 서비스 증대, 정보화 추진에 따른 통신 및 전산설비의 증설, 전열기기의 보급 확대 등으로 인해 전력소비가 크게 증가되었다. 특히 대형건물의 에너지 소비량 중 HVAC 시스템은 약 55%를 차지하고 있으며, 그중 약 21.7%가 냉방 에너지에서 소요되는 것으로 나타났다. 여기서, HVAC 시스템은 공기 조화(Heating, Ventilation, & Air Conditioning)의 약자로 난방, 환기, 냉방 즉 이들을 통합하여 실내 환경의 안락을 위해 사용되는 시스템이다. 따라서 대형 건물의 HVAC 시스템 중 많은 에너지를 소비하고 있는 냉방에너지 절감이 절실한 실정이다.Recently, the power consumption has increased significantly due to the increase in power demand due to the enlargement of the building, the increase of cooling/heating and lighting services to create a pleasant building environment, the expansion of communication and computer facilities according to the informatization promotion, and the expansion of the supply of electric heating devices. In particular, the HVAC system accounts for about 55% of the energy consumption of large buildings, and about 21.7% of them are used for cooling energy. Here, the HVAC system is an abbreviation of Heating, Ventilation, & Air Conditioning, that is, heating, ventilation, and air conditioning, that is, a system used for comfort of an indoor environment by integrating them. Therefore, there is an urgent need to reduce cooling energy, which consumes a lot of energy among HVAC systems of large buildings.

또한, 냉동기가 소모하는 에너지에 대한 냉동기의 제거 열량의 비율을 냉동기의 효율(성능)(COP: Coefficient of Performance)이라고 한다. 냉동기의 효율(COP)은 고정된 값이 아니며, 냉동기의 동작과 관련된 여러 물리량(냉수의 온도, 냉각수의 온도, 냉수의 유량, 냉동기 용량 등)과 냉동기가 설치되는 주위 환경 조건 등에 따라서 가변적으로 변화한다. 즉, 냉수의 설정 온도, 냉각수의 입구 온도 등의 냉동기의 제어값의 설정에 따라서 냉동기의 효율은 매우 넓은 범위로 변화시킬 수가 있다. 따라서 냉동기의 제어값을 어떻게 최적화하여 설정하는가에 따라서 냉동기의 사용 효율이 달라지며, 이는 건물 에너지의 냉방 에너지 사용량을 절감하기 위해 매우 중요한 요소이다.In addition, the ratio of the amount of heat removed by the refrigerator to the energy consumed by the refrigerator is called the efficiency (performance) of the refrigerator (COP: Coefficient of Performance). The efficiency (COP) of a refrigerator is not a fixed value, but changes variably according to various physical quantities related to the operation of the refrigerator (temperature of cold water, temperature of cooling water, flow rate of chilled water, capacity of the refrigerator, etc.) and environmental conditions in which the refrigerator is installed. do. That is, the efficiency of the refrigerator can be changed in a very wide range according to the setting of the control values of the refrigerator such as the set temperature of the cold water and the inlet temperature of the cooling water. Therefore, the use efficiency of the refrigerator varies according to how the control value of the refrigerator is optimized and set, which is a very important factor in reducing the amount of cooling energy used in the building energy.

관련문헌 1은 빌딩 에너지 관리 시스템에서의 냉각수 공급 온도 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 냉동기 시스템을 실시간으로 모니터링하고, 분석된 통계 데이터를 바탕으로 냉동기의 냉각수 공급 온도를 변경할 수 있으나, 냉각수의 입구온도를 조절하기 위해 별도의 장치가 필요하고, 대온도차 냉각수를 통한 에너지 사용량 절감을 실현할 수 없는 한계가 있다. Related Document 1 relates to a cooling water supply temperature control apparatus and method in a building energy management system. More specifically, the cooling water supply temperature of the refrigerator can be changed based on the real-time monitoring of the refrigerator system and the analyzed statistical data, but the cooling water A separate device is required to control the inlet temperature, and there is a limit in that it is impossible to realize energy consumption reduction through large-temperature differential cooling water.

이에 따라, 냉각탑 내 별도의 추가 장치 없이 냉각수를 저비용으로 빠른 시간 내에 대온도차를 실현하여 기기의 효율 증대가 가능한 기술이 필요하다.Accordingly, there is a need for a technology capable of increasing the efficiency of equipment by realizing a large temperature difference in a short time at a low cost by using cooling water without a separate additional device in the cooling tower.

KR 10-2013-0117117KR 10-2013-0117117

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 감소시킬 수 있고 상기 냉각탑유입온도(TA_in)와 상기 냉각탑유출온도(TA_out)의 차이값인 냉각범위(ΔTCR)를 최대로 유지할 수 있도록 냉동기로부터 유입된 냉각수와 대기와의 열교환을 통해 상기 냉각수를 냉각시키는 냉각탑 및 상기 냉각탑에 유입되는 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 제어하는 서버를 포함하는 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템 및 방법을 얻고자 하는 것을 목적으로 한다. The present invention is a cooling range of difference values of the cooling tower the inlet flow (L A_in) can reduce, and the tower inlet temperature (T A_in) and the cooling tower outlet temperature (T A_out) intended to solve the above problems (ΔT A cooling tower comprising a cooling tower for cooling the cooling water through heat exchange between the cooling water introduced from the refrigerator and the atmosphere so as to maintain the maximum CR ) and a server for controlling the cooling tower inflow flow rate (LA_in) flowing into the cooling tower An object of the present invention is to obtain an operation control system and method for producing a temperature difference low-temperature cooling water.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템은 냉동기로부터 유입된 냉각수와 외기의 열교환을 통해 상기 냉각수를 냉각시키는 냉각탑; 및 냉각탑유입온도(TA_in)와 냉각탑유출온도(TA_out)의 차이값인 냉각범위(ΔTCR)가 최대로 유지될 수 있도록 상기 냉각탑에서 냉각된 상기 냉각수의 냉각탑유입유량(LA_in)을 제어하는 서버;를 제공한다. In order to achieve the above object, an operation control system for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower of the present invention includes: a cooling tower for cooling the cooling water through heat exchange between cooling water introduced from a refrigerator and external air; and controlling the cooling tower inflow rate (LA_in ) of the cooling water cooled in the cooling tower so that the cooling range (ΔT CR ), which is the difference between the cooling tower inlet temperature (T A_in ) and the cooling tower outlet temperature (T A_out ), can be maintained at a maximum to provide a server;

또한, 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템에 있어서, 상기 냉각탑은, 일측에 설치되어 상기 외기의 온습도를 측정하고, 냉각탑유입유량(LA_in)을 수용하는 유입구와 인접하게 설치되어 상기 냉각탑유입온도(TA_in)를 측정하는 센서부; 상기 서버로부터 on/off 제어되고, 동작(on) 시 상기 냉각수의 온도를 낮추는 냉각팬; 및 상기 서버로부터 전송된 제어신호에 따라 상기 냉각팬으로부터 온도가 낮아진 상기 냉각수의 냉각탑유입유량(LA_in)이 조절될 수 있도록 동작하는 펌프;를 제공한다.In addition, in the operation control system for manufacturing large-temperature differential low-temperature cooling water of the cooling tower of the present invention, the cooling tower is installed on one side to measure the temperature and humidity of the outside air, and adjacent to the inlet for receiving the cooling tower inflow (LA_in) a sensor unit installed to measure the cooling tower inflow temperature (T A_in ); a cooling fan controlled on/off from the server and lowering the temperature of the coolant during operation (on); and a pump operating so that the cooling tower inflow rate (LA_in ) of the cooling water whose temperature is lowered from the cooling fan can be adjusted according to the control signal transmitted from the server.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법은 서버에 의하여, 냉동기에서 냉각탑으로 유입될 수 있는 냉각수의 초기유입유량(Lstart)이 설정되고, 냉각팬과 펌프가 동작되는 초기 설정단계; 상기 서버에 의하여, 상기 냉각탑 내 센서부로부터 측정된 상기 냉각탑유입온도(TA_in)를 입력받고, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 고정되는 유입온도 입력단계; 상기 서버에 의하여, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)에 따라서 상기 냉각팬의 동작이 제어되는 냉각팬 제어단계; 및 상기 서버에 의하여, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)에 따라서 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 조절되도록 상기 펌프가 제어되는 펌프 제어단계;를 제공한다.In addition, in order to achieve the above object, in the operation control method for manufacturing large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower of the present invention, the initial inflow flow rate (L start ) of cooling water that can be introduced into the cooling tower from the refrigerator is set by the server, an initial setting step in which the cooling fan and the pump are operated; an inflow temperature input step of receiving, by the server, the cooling tower inflow temperature (T A_in ) measured from the sensor unit in the cooling tower, and fixing the cooling tower inflow temperature (T A_in ); a cooling fan control step in which, by the server, the operation of the cooling fan is controlled according to the cooling tower inflow temperature (T A_in ); and a pump control step in which the pump is controlled by the server so that the cooling tower inflow rate ( LA_in ) is adjusted according to the cooling tower inflow temperature (T A_in ).

이상과 같이 본 발명에 의하면 냉동기로부터 유입된 냉각수와 대기와의 열교환을 통해 상기 냉각수를 냉각시키는 냉각탑 및 상기 냉각탑에 유입되는 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 제어하는 서버를 구비함으로써, 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 감소시킬 수 있고 상기 냉각탑유입온도(TA_in)와 상기 냉각탑유출온도(TA_out)의 차이값인 냉각범위(ΔTCR)를 최대로 유지할 수 있다. As described above, according to the present invention, by providing a cooling tower for cooling the cooling water through heat exchange between the cooling water introduced from the refrigerator and the atmosphere, and a server for controlling the cooling tower inflow rate (LA_in ) flowing into the cooling tower, the cooling tower inflow The flow rate L A_in can be reduced and the cooling range ΔT CR , which is the difference between the cooling tower inlet temperature T A_in and the cooling tower outlet temperature T A_out , can be maintained at the maximum.

또한, 본원발명은 별도의 장치를 추가하거나 효율이 높은 냉동기로 교체할 필요 없이 유량 감소에 따른 대온도차를 실현하여 펌프의 반송 동력을 절감시키고 냉동기의 효율을 향상시킬 수 있다. 더불어, 냉열원 시스템 전체의 냉방 사이클에서 응축기의 온도가 낮아짐에 따라 소비 동력을 절감시키고 냉동기의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can reduce the conveyance power of the pump and improve the efficiency of the refrigerator by realizing a large temperature difference according to a decrease in flow rate without adding a separate device or replacing it with a high-efficiency refrigerator. In addition, as the temperature of the condenser is lowered in the cooling cycle of the entire cooling/heat source system, there is an effect of reducing power consumption and improving the efficiency of the refrigerator.

도 1은 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 최대냉각범위(ΔTCR)와 냉각접근범위(ΔTCA)를 표시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기의 효율이 상승한 냉방 사이클을 표시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법 흐름도이다.
1 is a block diagram of an operation control system for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower of the present invention.
2 is a view showing the maximum cooling range (ΔT CR ) and the cooling approach range (ΔT CA ) according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a cooling cycle in which the efficiency of the refrigerator according to an embodiment of the present invention is increased.
4 is a flowchart of an operation control method for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower according to the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, which may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템Operation control system for manufacturing large temperature difference low-temperature cooling water of cooling tower

일반적으로 수랭식 냉방열원 시스템의 경우 냉난방 에너지 사용량의 전체의 70~80%를 차지하므로 타 구성기기에 비해 수배 이상 큼으로 냉동기의 효율 향상이 전체 냉방 에너지 절감에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 냉방열원 시스템에 포함되는 냉각탑은 냉각수 온도를 일정하게 유지시켜 냉동기에 주입하는 역할을 하며, 국내에서는 냉각탑의 입구온도를 37℃, 출구온도를 32℃로 각각 설정하여 운전된다. 이에 따라 종래에는 냉각탑의 입구온도와 출구온도의 대온도차를 실현할 수 없으며, 대온도차를 실현하기 위하여 별도의 장치를 추가해야하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여, 본원발명은 냉각수를 냉각시키는 냉각탑의 출구온도를 32℃보다 1℃씩 저하될 시 전체 냉방에너지의 3~5%가 절감될 수 있는 연구결과에 기반하여 본원발명은 별도의 장치를 추가하지 않고 냉각탑의 대온도차를 실현하고자 한다. In general, in the case of a water-cooled cooling heat source system, it accounts for 70-80% of the total amount of energy used for heating and cooling, so it is several times larger than other components. In general, the cooling tower included in the cooling heat source system maintains a constant temperature of the cooling water and injects it into the refrigerator. Accordingly, there is a problem in that a large temperature difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the cooling tower cannot be realized in the prior art, and a separate device must be added to realize the large temperature difference. In order to solve this problem, the present invention provides a separate device based on the research result that 3 to 5% of the total cooling energy can be saved when the outlet temperature of the cooling tower for cooling the cooling water is lowered by 1 ° C than 32 ° C. It is intended to realize the large temperature difference of the cooling tower without adding

다시 말하면, 본원발명은 종래 입구온도 및 출구온도의 차가 일정하게 유지되거나 확장될 수 없는 문제점을 해결할 수 있고, 냉각수의 입구온도와 출구온도의 대온도차를 실현하여 효율이 상당한 수랭식 냉방열원 시스템을 제공할 수 있다. 즉, 냉각탑에서 입구온도 및 출구온도의 차인 쿨링 레인지(Cooling Range)가 클수록 동일한 부하열량에 대하여 적은 유량을 필요하게 되어 운전비용 측면에서는 펌프의 동력 및 냉각팬에 사용되는 에너지를 절감할 수 있다. 그리고 초기투자 측면에서는 냉방열원 시스템 내 냉각수를 수용하는 배관사이즈, 펌프 및 냉각탑의 용량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In other words, the present invention can solve the conventional problem that the difference between the inlet temperature and the outlet temperature cannot be kept constant or expanded, and realize a large temperature difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the cooling water, thereby providing a water-cooled cooling heat source system with considerable efficiency. can do. That is, the larger the cooling range, which is the difference between the inlet temperature and the outlet temperature in the cooling tower, the smaller the flow rate is required for the same amount of heat load. In addition, in terms of initial investment, there is an effect that can reduce the size of the pipe accommodating the cooling water in the cooling heat source system, and the capacity of the pump and cooling tower.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템 구성도이다. 도 1을 보면, 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 시스템은 냉각탑(100), 냉동기(200) 및 서버(300)를 포함한다. Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram of an operation control system for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower of the present invention. Referring to FIG. 1 , an operation control system for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower according to the present invention includes a cooling tower 100 , a refrigerator 200 , and a server 300 .

우선, 상기 냉각탑(100)을 기준으로 상기 냉동기(200)에서 상기 냉각탑(100)으로 유입되는 상기 냉각수의 온도 및 유량은 냉각탑유입온도(TA_in) 및 냉각탑유입유량(LA_in)이다. 상기 냉각탑유입온도(TA_in)는 가장 바람직하게 약 37℃ 정도일 수 있다. 그리고 상기 냉각탑(100)에서 상기 냉동기(200)로 유출되는 상기 냉각수의 온도 및 유량은 냉각탑유출온도(TA_out) 및 냉각탑유출유량(LA_out)이다. 상기 냉각탑유출온도(TA_out)는 가장 바람직하게 32℃ 이하일 수 있다.First, the temperature and flow rate of the cooling water flowing into the cooling tower 100 from the refrigerator 200 based on the cooling tower 100 are a cooling tower inflow temperature ( TA_in ) and a cooling tower inflow flow rate ( LA_in ). The cooling tower inlet temperature (T A_in ) may be most preferably about 37 ℃. And the temperature and flow rate of the cooling water flowing out from the cooling tower 100 to the refrigerator 200 are the cooling tower outflow temperature T A_out and the cooling tower outflow flow L A_out . The cooling tower outlet temperature (T A_out ) may be most preferably 32 ℃ or less.

또한, 상기 냉동기(200)를 기준으로 상기 냉각탑(100)에서 상기 냉동기(200)로 유입되는 상기 냉각수의 온도 및 유량은 냉동기유입온도(TB_in) 및 냉동기유입유량(LB_in)이다. 상기 냉동기유입온도(TB_in)는 가장 바람직하게 32℃ 이하일 수 있다. 그리고 상기 냉동기(200)에서 상기 냉각탑(100)으로 유출되는 상기 냉각수의 온도 및 유량은 냉동기유출온도(TB_out) 및 냉동기유출유량(LB_out)이다. 상기 냉동기유출온도(TB_out)는 가장 바람직하게 약 37℃ 정도일 수 있다.In addition, the temperature and flow rate of the cooling water flowing into the refrigerator 200 from the cooling tower 100 based on the refrigerator 200 are a refrigerator inflow temperature (T B_in ) and a refrigerator inflow flow rate ( LB_in ). The refrigerator inlet temperature (T B_in ) may be most preferably 32 ℃ or less. And the temperature and flow rate of the cooling water flowing out from the refrigerator 200 to the cooling tower 100 are the refrigerator outflow temperature T B_out and the refrigerator outflow flow rate L B_out . The refrigerator outlet temperature (T B_out ) may be most preferably about 37 ℃.

다시 말하면, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)와 냉동기유출온도(TB_out)는 오차범위 이내로 동일할 수 있다. 그리고 냉각탑유출온도(TA_out)와 냉동기유입온도(TB_in)는 오차범위 이내로 동일할 수 있다. In other words, the cooling tower inlet temperature (T A_in ) and the refrigerator outlet temperature (T B_out ) may be the same within the error range. And the cooling tower outlet temperature (T A_out ) and the refrigerator inlet temperature (T B_in ) may be the same within the error range.

본원발명을 보다 구체적으로 설명해보면, 상기 냉각탑(100)은 냉동기(200)로부터 유입된 냉각수와 외기와의 열교환을 통해 상기 냉각수를 냉각시킨다. 그리고 상기 서버(300)는 냉각수의 냉각탑유입온도(TA_in)와 냉각탑유출온도(TA_out)의 차이값인 냉각범위(ΔTCR)가 최대로 유지될 수 있도록 상기 냉각탑(100)에 주입되는 냉각탑유입유량(LA_in)을 제어한다. To describe the present invention in more detail, the cooling tower 100 cools the cooling water through heat exchange between the cooling water introduced from the refrigerator 200 and the outside air. And the server 300 is a cooling tower injected into the cooling tower 100 so that the cooling range (ΔT CR ), which is the difference between the cooling tower inlet temperature (T A_in ) and the cooling tower outlet temperature (T A_out ) of the cooling water, can be maintained at the maximum. Controls the inflow flow ( LA_in).

여기서, 가장 바람직하게 상기 냉각탑(100)과 상기 서버(300) 사이에는 양방향 통신이 가능하도록 각각 별도의 통신부가 구비될 수 있다. 즉, 상기 냉각탑(100)의 센서부(110)로부터 측정된 측정정보를 각각의 상기 통신부를 통해서 상기 서버(300)로 전송할 수 있고, 상기 냉각탑(100)은 각각의 상기 통신부를 통해서 상기 서버(300)로부터 상기 냉각탑(100)의 냉각팬(120)을 제어할 수 있는 제어신호를 전송받을 수 있다. Here, most preferably, a separate communication unit may be provided between the cooling tower 100 and the server 300 to enable bidirectional communication. That is, the measurement information measured from the sensor unit 110 of the cooling tower 100 may be transmitted to the server 300 through each of the communication units, and the cooling tower 100 may be transmitted to the server ( 300 ) may receive a control signal for controlling the cooling fan 120 of the cooling tower 100 .

또한, 상기 서버(300)와 냉동기(200) 사이에는 양방향 또는 단방향 통신이 가능하도록 각각 별도의 통신부가 구비될 수 있다. 즉, 상기 서버(300)는 상기 냉동기(200)의 펌프(210) 제어를 위해서 제어신호를 전송할 수 있다. In addition, a separate communication unit may be provided between the server 300 and the refrigerator 200 to enable bidirectional or unidirectional communication. That is, the server 300 may transmit a control signal for controlling the pump 210 of the refrigerator 200 .

상기 냉각탑(100)은 센서부(110) 및 냉각팬(120)을 포함한다. 한편, 상기 냉각탑(100)은 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 수용하는 유입구(130) 및 냉각탑유출유량(LA_out)을 수용하는 유출구(140)를 더 포함할 수 있다. The cooling tower 100 includes a sensor unit 110 and a cooling fan 120 . Meanwhile, the cooling tower 100 may further include an inlet 130 accommodating the cooling tower inflow flow L A_in and an outlet 140 accommodating the cooling tower outflow L A_out .

또한, 상기 냉각탑(100)은 가장 바람직하게 외기의 온습도의 영향에 더 민감한 개방형 타입일 수 있다. 즉, 상기 냉각탑(100)은 냉각수와 외기가 직접적으로 접촉함으로 냉각수 증발을 수반하는 열교환이 이루어짐으로 증발잠열을 이용하여 대기보다 낮은 냉각수온을 얻을 수 있다. In addition, the cooling tower 100 may most preferably be an open type that is more sensitive to the influence of temperature and humidity of the outside air. That is, in the cooling tower 100 , the cooling water and the outside air are in direct contact with each other, so that heat exchange accompanying evaporation of the cooling water is performed.

다음으로, 상기 센서부(110)는 일측에 설치되어 상기 외기의 온습도를 측정하고, 냉각탑유입유량(LA_in)을 수용하는 유입구(130)와 인접하게 설치되어 상기 냉각탑유입온도(TA_in)를 측정한다. 즉, 상기 센서부(110)는 다수 개의 다종의 센서가 구비될 수 있고, 상기 냉각탑(100)의 표면으로부터 내외부에 부착되어 설치될 수 있고, 각 센서마다 설치위치가 상이할 수 있다. Next, the sensor unit 110 is installed on one side to measure the temperature and humidity of the outside air, and is installed adjacent to the inlet 130 for accommodating the cooling tower inflow flow (LA_in ) to measure the cooling tower inflow temperature (TA_in ). measure That is, the sensor unit 110 may be provided with a plurality of sensors, and may be installed inside and outside from the surface of the cooling tower 100 , and the installation location may be different for each sensor.

다시 말하면, 상기 센서부(110)는 상기 냉각탑(100) 표면으로부터 일측에 온습도 센서, 건구온도계, 습구온도계 중 적어도 하나가 설치될 수 있고, 상기 외기의 온습도를 측정할 수 있다. 이는 상기 냉각수의 온도가 외부환경의 온습도에 영향을 받을 수 있고, 상기 외기의 온도를 이용하여 대온도차를 실현하고자 하기 위함이다. In other words, in the sensor unit 110, at least one of a temperature and humidity sensor, a dry bulb thermometer, and a wet bulb thermometer may be installed on one side from the surface of the cooling tower 100, and the temperature and humidity of the outside air may be measured. This is because the temperature of the cooling water may be affected by the temperature and humidity of the external environment, and this is to realize a large temperature difference using the temperature of the outside air.

또한, 상기 센서부(110)는 상기 냉각탑(100)의 상기 유입구(130)와 인접하게 설치될 수 있고, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)를 측정할 수 있다. 한편, 상기 센서부(110)는 상기 유출구(140)에 인접하게 설치되어 상기 냉각탑유출온도(TA_out) 역시 측정할 수 있다. In addition, the sensor unit 110 may be installed adjacent to the inlet 130 of the cooling tower 100 , and may measure the cooling tower inlet temperature T A_in . Meanwhile, the sensor unit 110 may be installed adjacent to the outlet 140 to measure the cooling tower outlet temperature T A_out .

한편, 상기 서버(300)는 상기 센서부(110)로부터 측정된 측정온도를 전송받을 수 있고, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)와 냉각탑유출온도(TA_out)의 차이값인 상기 냉각범위(Cooling Range)(ΔTCR)와 상기 냉각탑유출온도(TA_out)와 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)의 차이값인 냉각접근범위(Cooling Approach)(ΔTCA)를 산출할 수 있다.On the other hand, the server 300 may receive the measured temperature measured from the sensor unit 110, the cooling tower inlet temperature (T A_in ) and the cooling tower outlet temperature (T A_out ) The difference between the cooling range (Cooling) Range) (ΔT CR ) and the cooling tower outlet temperature (T A_out ) and the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air, which is a difference value, a Cooling Approach (ΔT CA ) can be calculated.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각범위(ΔTCR)와 냉각접근범위(ΔTCA)를 표시한 도면이다. 도 2를 보면, 일반적으로 냉각탑의 입구 및 출구 온도의 온도차인 냉각범위(Cooling Range)는 열부하와 순환유량으로 결정될 수 있다. 냉각탑의 출구온도와 외기온도의 온도차인 냉각접근범위(Cooling Approach)는 냉각탑의 냉각능력의 함수이며, 열전달에 의한 온도는 냉각탑의 냉각능력과 외부의 습구공기를 통해 결정될 수 있다.2 is a view showing a cooling range (ΔT CR ) and a cooling approach range (ΔT CA ) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, in general, a cooling range, which is a temperature difference between the inlet and outlet temperatures of the cooling tower, may be determined by the heat load and the circulation flow rate. The cooling approach range, which is the temperature difference between the outlet temperature of the cooling tower and the outside temperature, is a function of the cooling capacity of the cooling tower, and the temperature by heat transfer can be determined through the cooling capacity of the cooling tower and the outside wet-bulb air.

즉, 본원발명은 상기 냉각수의 대온도차를 실현하여 상기 냉각범위(Cooling Range)(ΔTCR)가 극대화시킬 수 있다. 이에 따라, 냉각접근범위(Cooling Approach)(ΔTCA)가 낮아질 수 있고, 낮은 상기 외기의 습구온도 조건을 적극적으로 활용할 수 있게 된다. 즉, 냉각수는 외기 습구온도의 영향을 받으므로 냉방부하가 큰 여름철인 경우 대부분의 기간 동안 냉각탑의 사양대로 32℃의 냉각수를 얻을 수 있지만, 중간기인 봄·가을인 경우 외기 습구온도의 영향으로 32℃보다 낮은 저온의 냉각수 제조가 가능해진다. 이에 종래 냉방시스템에 비해 냉방에너지 절감 및 효율 향상이 가능한 현저한 효과가 있다. That is, in the present invention, the cooling range (ΔT CR ) can be maximized by realizing a large temperature difference of the cooling water. Accordingly, the cooling approach range (ΔT CA ) can be lowered, and the low wet bulb temperature condition of the outside air can be actively utilized. In other words, since cooling water is affected by the outside air wet bulb temperature, in summer when the cooling load is large, cooling water of 32°C can be obtained according to the specifications of the cooling tower for most of the period. It becomes possible to manufacture cooling water at a low temperature lower than ℃. Accordingly, there is a remarkable effect of reducing cooling energy and improving efficiency compared to the conventional cooling system.

다음으로, 상기 냉각팬(120)은 상기 서버(300)로부터 on/off 제어되고, 동작(on) 시 상기 냉각수의 온도를 낮춘다. 즉, 상기 냉각팬(120)이 on 상태가 되면 팬이 모터에 의하여 회동하고 상기 냉각탑(100)의 개방된 부분으로부터 유입된 상기 외기를 순환시킬 수 있다. 그러면 상기 냉각수가 갖는 열은 방출되고, 상대적으로 온도가 낮은 상기 외기는 열을 흡수하여 열교환이 이루어져 상기 냉각수의 온도가 낮아지게 된다. 그리고 상기 냉각팬(120)이 off 상태가 되면 모터가 구동하지 않고 팬 역시 회동을 멈추게 된다.Next, the cooling fan 120 is controlled on/off from the server 300, and lowers the temperature of the cooling water during operation (on). That is, when the cooling fan 120 is turned on, the fan rotates by a motor and circulates the outside air introduced from the open portion of the cooling tower 100 . Then, the heat of the cooling water is released, and the external air having a relatively low temperature absorbs heat to perform heat exchange, thereby lowering the temperature of the cooling water. And when the cooling fan 120 is turned off, the motor does not drive and the fan also stops rotating.

다음으로, 일반적으로 냉동기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브로 이루어져 있고, 전동기로 압축기를 운전하여 기체 상태인 냉매를 압축해서 응축기로 보내고, 냉동기 외부로부터 유입되는 물 또는 공기를 이용하여 냉각 후 액화된다. 그리고 압축, 응축, 팽창, 기화를 포함하는 냉동사이클로 주위의 온도를 낮추는 장치이다. Next, in general, a refrigerator is composed of a compressor, a condenser, an evaporator, and an expansion valve, and the compressor is operated with an electric motor to compress the gaseous refrigerant and sends it to the condenser, and then liquefies after cooling using water or air flowing in from the outside of the refrigerator do. And it is a device that lowers the ambient temperature through a refrigeration cycle that includes compression, condensation, expansion, and vaporization.

본원발명은 일반적인 냉동기와 동일하게 압축기, 응축기 증발기, 팽창밸브를 모두 포함할 수 있고, 상기 냉동기(200)는 가장 바람직하게 펌프(210)를 포함할 수 있다. 상기 펌프(210)는 상기 서버(300)로부터 전송된 제어신호에 따라 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 조절될 수 있도록 동작할 수 있다. 이때, 상기 펌프(210)의 위치는 특정하게 한정되지 않고, 내외부에 설치될 수 있다.The present invention may include all of a compressor, a condenser evaporator, and an expansion valve in the same way as a general refrigerator, and the refrigerator 200 may include a pump 210 most preferably. The pump 210 may operate so that the cooling tower inflow flow L A_in may be adjusted according to a control signal transmitted from the server 300 . At this time, the position of the pump 210 is not particularly limited, and may be installed inside or outside.

즉, 상기 펌프(210)는 상기 열을 흡수한 냉각수를 다시 냉각시키기 위해서 상기 냉각탑(100)에 냉각수가 유입될 수 있도록 압력을 발생시켜 상기 냉각수를 유동시킨다. 그리고 상기 펌프(210)는 상기 서버(300)로부터 on/off 상태가 제어될 수 있다. That is, the pump 210 generates a pressure so that the cooling water can be introduced into the cooling tower 100 in order to cool the cooling water that has absorbed the heat, thereby flowing the cooling water. And the pump 210 may be controlled by the on/off state from the server 300 .

상기 펌프(210)가 on 상태이면 상기 서버(300)로부터 제어신호를 전송받을 수 있고, 상기 제어신호에 따라 동작하면 상기 냉각수가 상기 냉각탑(100)의 유입구(130)를 향하여 유동할 수 있다. 그리고 상기 펌프(210)가 off 상태이면 상기 냉각수가 유동할 수 있는 압력이 발생되지 않는다. 즉, 상기 냉각수가 상기 냉각탑(100)으로 일부 유입될 수는 있겠으나, 대부분 유입되지 않는다. When the pump 210 is in an on state, a control signal may be transmitted from the server 300 , and when the pump 210 operates according to the control signal, the cooling water may flow toward the inlet 130 of the cooling tower 100 . In addition, when the pump 210 is in an off state, a pressure through which the coolant can flow is not generated. That is, although some of the cooling water may be introduced into the cooling tower 100 , most of the cooling water is not introduced.

예컨대, 냉각탑유입유량(LA_in)을 조절함에 있어서, 상기 서버(300)가 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 감소시키라는 제어신호를 상기 펌프(210)에 전송하면, 상기 펌프(210)는 상기 냉각수에 가해지는 압력이 적어지는 방향으로 동작할 수 있다. 반면에, 상기 서버(300)가 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 증가시키라는 제어신호를 상기 펌프(210)에 전송하면, 상기 펌프(210)는 상기 냉각수에 가해지는 압력이 강해지는 방향으로 동작할 수 있다. For example, in adjusting the cooling tower inflow flow ( LA_in ), when the server 300 transmits a control signal to reduce the cooling tower inflow (LA_in ) to the pump 210, the pump 210 is It may operate in a direction in which the pressure applied to the cooling water decreases. On the other hand, when the server 300 transmits a control signal to increase the cooling tower inflow flow (LA_in ) to the pump 210, the pump 210 moves in a direction in which the pressure applied to the cooling water becomes stronger. can work

한편, 상기 서버(300)는 하기 [수학식 1]을 기반으로 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 제어할 수 있다.Meanwhile, the server 300 may control the cooling tower inflow flow (LA_in ) based on the following [Equation 1].

Figure 112021043495114-pat00001
Figure 112021043495114-pat00001

여기서, LA_in은 상기 냉각탑유입유량(kg/h)이고, TA_in은 상기 냉각탑유입온도(℃), TA_out은 상기 냉각탑유출온도(℃)이고, qc는 냉각열량(kcal/h)이다. Here, L A_in is the cooling tower inflow rate (kg/h), T A_in is the cooling tower inflow temperature (°C), T A_out is the cooling tower outlet temperature (°C), and q c is the cooling heat amount (kcal/h) .

즉, 상기 [수학식 1]에서 냉각열량(qc)은 일정하므로, 상기 냉각탑유입유량(LA_in)을 감소시킴으로써 상기 냉각범위(ΔTCR)를 최대로 유지할 수 있고 상기 펌프(210)의 압력을 발생시키기 위한 에너지 사용량 또한 저감되는 효과가 있다. That is, since the amount of cooling heat (q c ) in [Equation 1] is constant, the cooling range (ΔT CR ) can be maintained at the maximum by reducing the cooling tower inflow flow ( LA_in ), and the pressure of the pump (210) There is also an effect of reducing the amount of energy used to generate .

그리고 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉동기(200)의 효율이 상승한 냉방 사이클을 표시한 도면이다. 본원발명은 대온도차가 유지되는 상기 냉각수를 상기 냉동기(200)에 주입함으로써, 도 3과 같이 냉방 사이클에서 대온도차 냉각수로 인해 냉매압력의 저하가 발생하게 되어 냉동기의 성능계수인 COP의 효율이 향상되는 효과가 있다. 여기서, COP는 냉동 능력과 소비된 압축기의 일량과의 비로, 압축일이 적고 냉동 효과가 높을수록 COP 효율이 높아진다.And FIG. 3 is a view showing a cooling cycle in which the efficiency of the refrigerator 200 according to an embodiment of the present invention is increased. In the present invention, by injecting the cooling water in which the large temperature difference is maintained into the refrigerator 200, as shown in FIG. 3, a decrease in refrigerant pressure occurs due to the large temperature difference cooling water in the cooling cycle, thereby improving the efficiency of COP, which is the performance coefficient of the refrigerator. has the effect of being Here, COP is a ratio between the refrigeration capacity and the consumed compressor work, and the smaller the compression day and the higher the refrigeration effect, the higher the COP efficiency.

한편, 상기 서버(300)는 상기 냉각탑(100) 내 센서부(110)로부터 측정된 상기 외기의 온습도의 값을 이용하여 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)가 산출될 수 있다. 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)는 상기 냉각탑(100) 쪽으로 흘러들어가는 주변 공기의 습도가 반영된 온도일 수 있다. 주변 공기 즉, 외기의 습도가 100%인 경우에는 습구온도(Tair_wet)와 건구온도(Tair_dry)는 같고, 외기의 습도가 낮아질수록 습구온도(Tair_wet)는 낮아진다. Meanwhile, the server 300 may calculate the wet-bulb temperature T air_wet of the outside air using the temperature and humidity values of the outside air measured by the sensor unit 110 in the cooling tower 100 . The wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air may be a temperature at which the humidity of the ambient air flowing toward the cooling tower 100 is reflected. When the humidity of the ambient air, that is, the outside air is 100%, the wet-bulb temperature (T air_wet ) and the dry-bulb temperature (T air_dry ) are the same, and the lower the humidity of the outside air, the lower the wet-bulb temperature (T air_wet ).

일반적으로 외기의 습구온도(Tair_wet)는 습구온도계를 이용하여 곧바로 측정이 가능하나, 대부분의 건물에서는 이를 구비하지 못하기 때문에 본원발명의 상기 서버(300)는 가장 바람직하게 상기 센서부(110)로부터 측정된 건구온도(Tair_dry) 및 상대습도(

Figure 112021043495114-pat00002
)의 값을 이용하여 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)를 산출할 수 있다.In general, the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air can be directly measured using a wet-bulb thermometer, but most buildings do not have this, so the server 300 of the present invention is most preferably the sensor unit 110. Dry bulb temperature (T air_dry ) and relative humidity (
Figure 112021043495114-pat00002
) can be used to calculate the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air.

예를 들어 설명해보면, 상기 서버(300)는 수렴계산을 통한 산출방법으로 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)를 산출하기 위하여 우선적으로 Wexler-Hyland의 식인 하기 [수학식 2]를 이용하여 포화공기의 수증기분압(fs)을 산출할 수 있다. For example, to explain, the server 300 preferentially calculates the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air by a calculation method through a convergence calculation, using the following [Equation 2], which is Wexler-Hyland's formula, saturated air The partial pressure of water vapor (f s ) can be calculated.

Figure 112021043495114-pat00003
Figure 112021043495114-pat00003

여기서, 상기 Tab는 상기 센서부(110)로부터 측정된 건구온도(Tair_dry)를 절대온도로 변환한 값이다. Here, T ab is a value obtained by converting the dry bulb temperature (T air_dry ) measured by the sensor unit 110 into an absolute temperature.

그리고 상기 서버(300)는 상기 센서부(110)로부터 측정된 상대습도(

Figure 112021043495114-pat00004
)와 상기 포화공기의 수증기분압(fs)을 하기 [수학식 3]에 대입하여 상기 외기의 수증기분압(f)을 산출할 수 있다.And the server 300 is the relative humidity (
Figure 112021043495114-pat00004
) and the partial pressure of water vapor in the saturated air (f s ) can be substituted into the following [Equation 3] to calculate the partial pressure of water vapor in the outside air (f).

Figure 112021043495114-pat00005
Figure 112021043495114-pat00005

그리고 상기 서버(300)는 상기 수증기분압(f)을 하기 [수학식 4]에 대입하여 절대습도(x)를 산출할 수 있다. And the server 300 can calculate the absolute humidity (x) by substituting the water vapor partial pressure (f) into the following [Equation 4].

Figure 112021043495114-pat00006
Figure 112021043495114-pat00006

그리고 상기 서버(300)는 상기 절대습도(x)와 상기 건구온도(Tair_dry)를 하기 [수학식 5]에 대입하여 비엔탈피(h)를 산출할 수 있다. And the server 300 may calculate the specific enthalpy (h) by substituting the absolute humidity (x) and the dry bulb temperature (T air_dry ) into the following [Equation 5].

Figure 112021043495114-pat00007
Figure 112021043495114-pat00007

그리고 상기 서버(300)는 상기 외기의 수증기분압(f)을 하기 [수학식 6]에 대입하여 Y 값을 우선 산출한 후 노점온도(

Figure 112021043495114-pat00008
)를 산출할 수 있다. 이때, 상기 노점온도(
Figure 112021043495114-pat00009
)는 일정한 압력 하에서 온도를 내려서 외기가 포화되는 순간의 온도이고, 오차범위는
Figure 112021043495114-pat00010
0.1℃ 미만일 수 있다.And the server 300 first calculates the Y value by substituting the water vapor partial pressure (f) of the outside air into the following [Equation 6], and then the dew point temperature (
Figure 112021043495114-pat00008
) can be calculated. At this time, the dew point temperature (
Figure 112021043495114-pat00009
) is the temperature at the moment when the outside air is saturated by lowering the temperature under a constant pressure, and the error range is
Figure 112021043495114-pat00010
It may be less than 0.1°C.

Figure 112021043495114-pat00011
Figure 112021043495114-pat00011

Figure 112021043495114-pat00012
Figure 112021043495114-pat00012

다음으로, 상기 서버(300)는 상기 외기의 건구온도(Tair_dry)에 대한 비엔탈피(h)와 상기 노점온도(

Figure 112021043495114-pat00013
)에 대한 비엔탈피(h’)를 하기 [수학식 7]에 대입하여 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)에 대한 비엔탈피(hc’)를 산출할 수 있다.Next, the server 300 determines the specific enthalpy (h) for the dry bulb temperature (T air_dry ) of the outside air and the dew point temperature (
Figure 112021043495114-pat00013
) by substituting the specific enthalpy (h') for [Equation 7] below to calculate the specific enthalpy (hc') with respect to the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air.

Figure 112021043495114-pat00014
Figure 112021043495114-pat00014

여기서, h와 x는 외기의 건구온도(Tair_dry)에 대한 비엔탈피 및 절대습도이고. h’와 x’는 노점온도(

Figure 112021084775693-pat00015
)에 대한 비엔탈피 및 절대습도이고, hc’는 상기 센서부(110)에 포함될 수 있는 건구온도계의 표면에 있는 물의 비엔탈피이다. 즉, hc’의 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)와 근사값일 수 있다. Here, h and x are the specific enthalpy and absolute humidity with respect to the dry-bulb temperature (T air_dry ) of the outside air. h' and x' are the dew point temperature (
Figure 112021084775693-pat00015
) and absolute humidity, and hc' is the specific enthalpy of water on the surface of the dry bulb thermometer that may be included in the sensor unit 110 . That is, hc' may be an approximate value of the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air.

또한, 상기 서버(300)는 수치해법을 기반으로 한 상기 [수학식 7]이 변형된 하기 [수학식 8]을 이용하여 hc’의 근사값인 습구온도(Tair_wet)를 산출할 수 있다. 이때, t1은 상기 외기의 건구온도(Tair_dry)이고, t2는 노점온도(

Figure 112021043495114-pat00016
)라고 정의한다면 (t1>t2) t1과 t2 범위 내에 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)가 있다고 가정하고, 이 범위를 점점 줄여나가며 최종적으로 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)를 산출할 수 있다.In addition, the server 300 may calculate the wet-bulb temperature T air_wet , which is an approximate value of hc', using the following [Equation 8] that is modified from [Equation 7] based on a numerical solution. In this case, t 1 is the dry-bulb temperature (T air_dry ) of the outside air, and t 2 is the dew point temperature (
Figure 112021043495114-pat00016
), it is assumed that there is a wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air within the ranges of t 1 and t 2 (t 1 >t 2 ), and the range is gradually reduced to finally obtain the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air. can be calculated.

Figure 112021043495114-pat00017
Figure 112021043495114-pat00017

여기서, h와 x는 외기의 건구온도(Tair_dry)에 대한 비엔탈피 및 절대습도이고. h’와 x’는 노점온도(

Figure 112021084775693-pat00018
)에 대한 비엔탈피 및 절대습도이고, Tair_wet는 상기 외기의 습구온도이다. Here, h and x are the specific enthalpy and absolute humidity with respect to the dry-bulb temperature (T air_dry ) of the outside air. h' and x' are the dew point temperature (
Figure 112021084775693-pat00018
) and absolute humidity, and T air_wet is the wet-bulb temperature of the outside air.

우선, 상기 외기가 포화상태일 때 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)는 상기 외기의 건구온도(Tair_dry)와 같고, 이때 산출된 err 값을 err1이라고 할 수 있다. 그리고 상기 [수학식 8]에 상기 t1과 t2의 평균값인 평균온도(Tw)를 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)에 대입한 결과값인 err를 errw이라고 할 수 있다.First, when the air is saturated is equal to the dry bulb temperature (T air_dry) of the outside air wet bulb temperature (T air_wet) of the atmosphere, at this time has the calculated value can be described as err err 1. And err, which is a result of substituting the average temperature T w , which is the average value of t 1 and t 2 in Equation 8, into the wet bulb temperature T air_wet of the outside air, may be referred to as err w .

여기서, err1과 errw의 부호가 일치하지 않으면 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)는 tw<Tair_wet<t1 범위이내일 수 있고, 상기 평균온도(tw)를 상기 t2로 치환할 수 있다. 반면에, err1과 errw의 부호가 일치하면 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)는 t2<Tair_wet<tw 범위이내일 수 있고, 상기 평균온도(tw)를 상기 t1로 치환할 수 있다. 그리고 가장 바람직하게, 상기 서버(300)는 상기 [수학식 8]에 의하여 상기 err의 값이 10-5이하가 될 때까지 100회 이내로 상기와 같은 계산을 반복할 수 있다. 즉, 상기 err의 값이 10-5이하가 된 경우에 해당하는 상기 평균온도(tw)를 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)로 최종적으로 출력할 수 있다.Here, if the signs of err 1 and err w do not match, the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air may be within the range of t w <T air_wet < t 1 , and the average temperature (t w ) may be substituted with t 2 . can On the other hand, if the signs of err 1 and err w match, the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air may be within the range of t 2 <T air_wet < t w , and the average temperature (t w ) may be substituted with t 1 . can And most preferably, the server 300 may repeat the above calculation within 100 times until the value of err becomes 10 −5 or less according to [Equation 8]. That is, the average temperature t w corresponding to the case where the value of the err becomes 10 -5 or less may be finally output as the wet-bulb temperature T air_wet of the outside air.

따라서, 상기 서버(300)는 상기 실시예의 방법을 통해서 건구온도계를 구비한 대부분의 건물에서 별도의 장치를 추가하지 않고 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)를 산출할 수 있고, 외부환경의 온습도를 충분히 반영하여 냉각탑유입유량(LA_in)을 조절하여 대온도차 저온냉각수를 실현함으로써 냉방열원 시스템의 효율을 극대화시킬 수 있는 현저한 효과가 있다. Accordingly, the server 300 can calculate the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air without adding a separate device in most buildings equipped with a dry-bulb thermometer through the method of the embodiment, and measure the temperature and humidity of the external environment. There is a remarkable effect of maximizing the efficiency of the cooling heat source system by fully reflecting and adjusting the cooling tower inflow flow ( LA_in ) to realize a large temperature difference low-temperature cooling water.

냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법Operation control method for manufacturing large temperature difference low-temperature cooling water of cooling tower

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법 흐름도이다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 4 is a flowchart of an operation control method for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of a cooling tower according to the present invention.

도 4를 보면, 본 발명의 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법은 초기 설정단계(S100), 유입온도 입력단계(S200), 냉각팬 제어단계(S300) 및 펌프 제어단계(S400)를 포함한다. 4, the operation control method for producing a large-temperature differential low-temperature cooling water of the cooling tower of the present invention includes an initial setting step (S100), an input temperature input step (S200), a cooling fan control step (S300), and a pump control step (S400) includes

보다 구체적으로, 상기 초기 설정단계(S100)는 서버(300)에 의하여, 냉동기(200)에서 냉각탑(100)으로 유입될 수 있는 냉각수의 초기유입유량(Lstart)이 설정되고, 냉각팬(120)과 펌프(210)가 동작된다. More specifically, in the initial setting step (S100), the initial inflow flow rate (L start ) of the cooling water that can be introduced into the cooling tower 100 from the refrigerator 200 is set by the server 300 , and the cooling fan 120 ) and the pump 210 are operated.

여기서, 상기 초기 설정단계(S100)는 상기 서버(300)에 의하여, 가동 중인 냉동기(200)의 수와 각 냉동기(200)가 수용할 수 있는 냉각수 전체유량의 곱산되어 상기 냉각수의 초기유입유량(Lstart)이 산출될 수 있다. 이는 전체 상기 냉각탑(100)에 유입 가능한 유량을 우선적으로 확인하기 위함이다.Here, in the initial setting step (S100), the number of the refrigerators 200 in operation is multiplied by the total flow rate of cooling water that each refrigerator 200 can accommodate by the server 300, and the initial inflow flow rate of the cooling water ( L start ) can be calculated. This is to preferentially check the flow rate that can be introduced into the entire cooling tower 100 .

그리고 상기 냉동기(200)로부터 온도가 높아진 상기 냉각수를 냉각시킨 후 다시 상기 냉동기(200)로 회귀되도록 하기 위하여 냉각팬(120)과 펌프(210)가 on 상태로 될 수 있고, 동작할 수 있다.In addition, the cooling fan 120 and the pump 210 may be turned on and operated in order to return to the refrigerator 200 after cooling the coolant whose temperature has risen from the refrigerator 200 .

다음으로, 상기 유입온도 입력단계(S200)는 상기 서버(300)에 의하여, 상기 냉각탑(100) 내 센서부(110)로부터 측정된 상기 냉각탑유입온도(TA_in)를 입력받고, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 고정된다. Next, in the inputting of the inlet temperature (S200), the cooling tower inlet temperature T A_in measured from the sensor unit 110 in the cooling tower 100 is received by the server 300, and the cooling tower inlet temperature (T A_in ) is fixed.

상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 고정되지 않을 경우 상기 냉각수의 유입온도(TA_in)는 냉각탑유출온도(TA_out)에 따라 변하게 되어 대온도차를 지속적으로 실현할 수 없으며 냉각탑유입유량(LA_in) 역시 조정되지 않기 때문에 상기 냉각탑유입온도(TA_in)를 고정하는 것은 본원발명에서 상당히 중요하다. If the cooling tower inlet temperature (T A_in ) is not fixed, the inflow temperature ( TA_in ) of the cooling water changes according to the cooling tower outlet temperature ( TA_out ), so that the temperature difference cannot be continuously realized, and the cooling tower inflow rate ( LA_in ) is also Since it is not adjusted, it is very important in the present invention to fix the cooling tower inlet temperature (T A_in ).

가장 바람직하게, 상기 유입온도 입력단계(S200)는 노이즈가 고려되어 상기 냉각탑(100)의 운전개시 이후, 수분 간이 지나 안정화되는 시점의 온도가 상기 냉각탑유입온도(TA_in)로 상기 냉각탑(100)에 의하여 고정될 수 있다. Most preferably, in the inlet temperature input step (S200), noise is considered and the temperature at which the cooling tower 100 is stabilized after a few minutes has passed is the cooling tower inlet temperature ( TA_in ). can be fixed by

다시 말하면, 상기 냉각탑(100)의 처리열량은 상기 냉각탑유입온도(TA_in)와 상기 냉각탑유출온도(TA_out)의 차, 냉각탑유입유량(LA_in), 물의 비열인 4.185J/g

Figure 112021043495114-pat00019
℃를 모두 곱산한 값이므로, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 상기 유입온도 입력단계(S200)로부터 고정될 경우 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)의 영향을 받은 상기 냉각탑유출온도(TA_out)가 상당히 낮춰짐에 따라 상기 냉각수의 대온도차 실현이 가능하도록 한다. In other words, the amount of heat treated by the cooling tower 100 is the difference between the cooling tower inlet temperature ( TA_in ) and the cooling tower outlet temperature ( TA_out ), the cooling tower inflow rate ( LA_in ), the specific heat of 4.185J/g
Figure 112021043495114-pat00019
Since it is a value obtained by multiplying all ℃, when the cooling tower inlet temperature (T A_in ) is fixed from the inlet temperature input step (S200), the cooling tower outlet temperature (T A_out ) affected by the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air is significantly lowered, making it possible to realize a large temperature difference of the cooling water.

한편, 상기 유입온도 입력단계(S200)는 상기 냉각탑(100) 내 센서부(110)로부터 측정된 상기 외기의 온습도를 이용하여 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)가 산출되는 습구온도 산출단계(S210)를 포함할 수 있다. 이는, 상기에서 언급한 실시예와 같이 상기 센서부(110)로부터 측정된 건구온도(Tair_dry) 및 상대습도(

Figure 112021043495114-pat00020
)의 값이 이용되어 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)가 산출될 수 있다.On the other hand, the input temperature input step (S200) is a wet-bulb temperature calculation step (S210) in which the wet- bulb temperature (T air_wet ) of the outside air is calculated using the temperature and humidity of the outside air measured from the sensor unit 110 in the cooling tower 100 ( S210 ). ) may be included. This is the dry-bulb temperature (T air_dry ) and the relative humidity (
Figure 112021043495114-pat00020
) may be used to calculate the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air.

다음으로, 상기 냉각팬 제어단계(S300)는 상기 서버(300)에 의하여, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)에 따라서 상기 냉각팬(120)의 동작이 제어된다. Next, in the cooling fan control step S300 , the operation of the cooling fan 120 is controlled by the server 300 according to the cooling tower inflow temperature T A_in .

이때, 상기 냉각팬 제어단계(S300)는, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 기 설정된 냉동기하한온도(TB_min)보다 낮으면 상기 초기 설정단계(S100)로부터 동작되고 있는 상기 냉각팬(120)이 정지될 수 있다. 반면에, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 기 설정된 상기 냉동기하한온도(TB_min)보다 높으면 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 낮춰지기 위하여 계속해서 상기 냉각팬(120)의 동작(on) 상태가 유지될 수 있고, 상기 펌프 제어단계(S400)로 진행될 수 있다.At this time, in the cooling fan control step (S300), if the cooling tower inflow temperature (T A_in ) is lower than the preset refrigeration period lower limit temperature (T B_min ), the cooling fan 120 operating from the initial setting step (S100) This can be stopped. On the other hand, if the cooling tower inflow temperature T A_in is higher than the preset refrigeration lower limit temperature T B_min , the cooling tower inflow temperature T A_in is continuously operated (on) state in order to decrease the cooling tower inflow temperature T A_in . may be maintained, and the pump control step (S400) may proceed.

여기서, 상기 냉각탑유출온도(TA_out) 즉, 상기 냉동기(200)의 응축기 부분으로 유입되는 상기 냉동기유입온도(TB_in)에 있어서, 도 3과 같은 상기 냉동기(200)의 냉방 사이클을 안정적으로 유지하기 위하여 상기 냉동기(200)는 상기 냉동기하한온도(TB_min)가 기 설정될 수 있다. 이는 상기 냉동기(200)의 제조사별로 상이할 수 있다.Here, in the cooling tower outlet temperature (T A_out ), that is, the refrigerator inlet temperature (T B_in ) flowing into the condenser portion of the refrigerator 200, the cooling cycle of the refrigerator 200 as shown in FIG. 3 is stably maintained. In order to do this, in the refrigerator 200, the refrigerator lower limit temperature T B_min may be preset. This may be different for each manufacturer of the refrigerator 200 .

즉, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 상기 냉동기하한온도(TB_min)보다 적음에도 불구하고 상기 냉각팬(120)이 작동되면 상기 냉각탑(100)을 통과한 상기 냉각수의 온도가 더 낮아지므로 상기 냉각탑유출온도(TA_out) 및 냉동기유입온도(TB_in)가 상기 냉동기하한온도(TB_min)보다 낮아져 냉방 사이클이 안정적으로 유지될 수 없는 문제점이 있기 때문이다.That is, when the cooling fan 120 is operated despite the cooling tower inflow temperature (T A_in ) being less than the freezing period lower limit temperature (T B_min ), the temperature of the cooling water passing through the cooling tower 100 is lowered. This is because the cooling tower outlet temperature (T A_out ) and the refrigerator inlet temperature (T B_in ) are lower than the refrigerator lower limit temperature (T B_min ), so that there is a problem that the cooling cycle cannot be stably maintained.

다음으로, 상기 펌프 제어단계(S400)는 상기 서버(300)에 의하여, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)에 따라서 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 조절되도록 상기 펌프(210)가 제어된다. Next, in the pump control step ( S400 ), the pump 210 is controlled by the server 300 so that the cooling tower inflow rate L A_in is adjusted according to the cooling tower inflow temperature T A_in .

즉, 상기 펌프 제어단계(S400)는 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 상기 서버(300)로부터 산출된 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)보다 높으면 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 감소되도록 상기 펌프(210)의 동작이 제어될 수 있다.That is, in the pump control step (S400), when the cooling tower inflow temperature (T A_in ) is higher than the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air calculated from the server 300 , the cooling tower inflow flow rate ( LA_in ) is reduced. The operation of the pump 210 may be controlled.

한편, 상기 펌프 제어단계(S400)는 현장의 여건에 따라서 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)에 여분의 값(α)을 합한 값과 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 비교될 수 있다. 상기 여분의 값(α)은 가장 바람직하게 2℃일 수 있다. Meanwhile, in the pump control step (S400) , a value obtained by adding an extra value (α) to the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air and the cooling tower inlet temperature (T A_in ) may be compared according to site conditions. The extra value (α) may most preferably be 2°C.

상기 여분의 값(α)이 고려되는 것은 제어관점에서 시스템의 안정성 및 견고성을 위해 보수적으로 운전되기 위함이다. 즉, 이론적으로는 상기 냉각수의 온도가 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)까지 낮춰질 수 있지만, 실질적으로는 그렇지 못할 수 있다. 그렇다면, 소정의 온도보다 낮추기 위해서 상기 냉각탑(200)의 용량을 추가해야 되거나 과대하게 설계될 수 있으므로 비경제적인 시스템이 되기 때문에 본원발명의 상기 펌프 제어단계(S400)는 오차값인 상기 여분의 값(α)을 미리 고려하여 이러한 문제점을 해결하고자 한다.The extra value α is considered in order to operate conservatively for stability and robustness of the system from a control point of view. That is, in theory, the temperature of the cooling water may be lowered to the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air, but in practice this may not be the case. If so, the pump control step (S400) of the present invention is an error value because it becomes an uneconomical system because it is necessary to add the capacity of the cooling tower 200 to lower it than the predetermined temperature or it may be designed excessively. We try to solve this problem by considering α) in advance.

또한, 상기 펌프 제어단계(S400)는 상기 펌프(210)가 제어됨에 따라 감소된 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 기 저장된 상기 냉각탑하한유량(LA_min)과 같지 않으면 회귀하여 다시 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 상기 외기의 습구온도(Tair_wet) 또는 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)와 여분의 값(α)을 합한 값과 비교될 수 있다. 여기서, 상기 냉각탑하한유량(LA_min)은 상기 펌프(210) 내 모터 발열을 고려한 최소유량, 상기 냉동기(200) 사양의 최소유량 및 상기 냉각탑(100)의 최소유량을 모두 만족시키는 범위 내에서 상기 하한값이 결정될 수 있다. In addition, in the pump control step (S400), if the cooling tower inflow flow rate ( LA_in ), which is reduced as the pump 210 is controlled, is not equal to the pre -stored cooling tower lower limit flow rate (LA_min), it regresses and returns to the cooling tower inflow temperature (T A_in ) may be compared with the sum of the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air or the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air and an extra value (α). Here, the cooling tower lower limit flow rate ( LA_min ) is a minimum flow rate in consideration of motor heat within the pump 210, a minimum flow rate of the refrigerator 200 specification, and a minimum flow rate of the cooling tower 100. A lower limit may be determined.

다시 비교된 결과, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 상기 외기의 습구온도(Tair_wet) 또는 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)와 여분의 값(α)을 합한 값보다 높으면 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 다시 감소될 수 있다. 그리고 감소된 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 기 저장된 상기 냉각탑하한유량(LA_min)과 같지 않으면 상기 외기의 습구온도(Tair_wet) 또는 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)와 여분의 값(α)을 합한 값과 다시 비교될 수 있고 이러한 과정이 반복될 수 있다.As a result of the comparison again, if the cooling tower inflow temperature (T A_in ) is higher than the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air or the sum of the wet-bulb temperature (T air_wet ) and the extra value (α) of the outside air, the cooling tower inflow flow rate ( L A_in ) may be decreased again. And not the same as the reduction the cooling tower the inlet flow (L A_in) is pre-stored the cooling tower lower flow rate (L A_min) wet bulb temperature of the outside air (T air_wet) or wet-bulb temperature of the outside air (T air_wet) and replacement value (α ) can be compared again with the sum of the values, and this process can be repeated.

반면에, 상기 펌프 제어단계(S400)는 상기 펌프(210)가 제어됨에 따라 감소된 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 기 저장된 상기 냉각탑하한유량(LA_min)과 같으면 감소된 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 유지되고 상기 펌프 제어단계(S400)가 종료될 수 있다. On the other hand, in the pump control step (S400), when the cooling tower inflow flow rate ( LA_in ), which is reduced as the pump 210 is controlled, is equal to the stored cooling tower lower limit flow rate ( LA_min ), the reduced cooling tower inflow flow rate ( L A_in ) may be maintained and the pump control step (S400) may be terminated.

이에 따라, 본원발명은 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 감소될 수 있고 상기 냉각탑유입온도(TA_in)와 상기 냉각수의 유출온도(TA_out)의 차이값인 상기 냉각범위(ΔTCR)가 최대로 유지될 수 있다. 또한, 본원발명은 대온도차가 유지되는 냉각수가 상기 냉동기(200)에 주입됨으로써 냉방 사이클에서 상기 냉동기(200)에 포함될 수 있는 응축기의 온도가 내려가면서 압축기의 소비동력이 감소하여 상기 냉동기(200)의 전체적인 효율이 높아질 수 있는 효과가 있다.Accordingly, in the present invention, the cooling tower inflow rate ( LA_in ) can be reduced, and the cooling range (ΔT CR ), which is the difference between the cooling tower inflow temperature (T A_in ) and the outflow temperature (T A_out ) of the cooling water, is the maximum can be maintained as In addition, in the present invention, as the cooling water maintaining a large temperature difference is injected into the refrigerator 200, the temperature of the condenser that can be included in the refrigerator 200 in the cooling cycle is lowered and the power consumption of the compressor is reduced, so that the refrigerator 200. It has the effect of increasing the overall efficiency of

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 시술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수해되거나, 및/ 또는 으로 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible for those skilled in the art from the above description. For example, the procedures described may be performed in an order different from the method described, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. Substituted or substituted for elements or equivalents may achieve appropriate results.

그러므로 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 걸들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims also fall within the scope of the following claims.

100.. 냉각탑
110.. 센서부
120.. 냉각팬
130.. 유입구
140.. 유출구
200.. 냉동기
210.. 펌프
300.. 서버
100.. cooling tower
110. Sensor part
120.. cooling fan
130.. Inlet
140.. Outlet
200.. Freezer
210. Pump
300.. Server

Claims (6)

삭제delete 서버(300)에 의하여, 냉동기(200)에서 냉각탑(100)으로 유입될 수 있는 냉각수의 초기유입유량(Lstart)이 설정되고, 냉각팬(120)과 펌프(210)가 동작되는 초기 설정단계;
상기 서버(300)에 의하여, 상기 냉각탑(100) 내 센서부(110)로부터 측정된 냉각탑유입온도(TA_in)를 입력받고, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 고정되는 유입온도 입력단계;
상기 서버(300)에 의하여, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)에 따라서 상기 냉각팬(120)의 동작이 제어되는 냉각팬 제어단계; 및
상기 서버(300)에 의하여, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)에 따라서 냉각탑유입유량(LA_in)이 조절되도록 상기 펌프(210)가 제어되는 펌프 제어단계;를 포함하고,
상기 유입온도 입력단계는,
냉각수의 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 고정됨으로써, 냉각수의 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 냉각탑유출온도(TA_out)에 따라 변동되지 않고 상기 냉각탑유입온도(TA_in)와 상기 냉각탑유출온도(TA_out)의 차이값인 최대냉각범위(ΔTCR)가 점진적으로 커지게 되고,
상기 유입온도 입력단계는,
상기 센서부(110)로부터 측정된 외기의 건구온도(Tair_dry)와 상대습도(
Figure 112021105036798-pat00025
)의 값이 이용되어 외기의 습구온도(Tair_wet)가 산출되는 습구온도 산출단계;를 포함하고,
상기 습구온도 산출단계는,
수렴계산을 통해 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)가 산출될 수 있도록 하기 [수학식 2]가 이용되어 포화공기의 수증기 분압(fs)이 산출되고,
[수학식 2]
Figure 112021105036798-pat00026

여기서, 상기 Tab는 상기 센서부(110)로부터 측정된 건구온도(Tair_dry)가 절대온도로 변환된 값이고,
상기 센서부(110)로부터 측정된 상대습도(
Figure 112021105036798-pat00027
)와 상기 포화공기의 수증기분압(fs)이 하기 [수학식 3]에 대입되어 외기의 수증기분압(f)이 산출되고,
[수학식 3]
Figure 112021105036798-pat00028

상기 외기의 수증기분압(f)이 하기 [수학식 4]에 대입되어 절대습도(x)가 산출되고,
[수학식 4]
Figure 112021105036798-pat00029

상기 절대습도(x)와 상기 외기의 건구온도(Tair_dry)가 하기 [수학식 5]에 대입되어 비엔탈피(h)가 산출되고,
[수학식 5]
Figure 112021105036798-pat00030

여기서, 상기 θ는 상기 외기의 건구온도(Tair_dry)이고,
상기 외기의 수증기분압(f)이 하기 [수학식 6]에 대입되어 Y값이 우선 산출된 후 일정한 압력 하에서 온도가 내려감에 따라 외기가 포화되는 순간의 온도인 노점온도(θd)가 산출되고,
[수학식 6]
Figure 112021105036798-pat00031

Figure 112021105036798-pat00032

상기 외기의 건구온도(Tair_dry)에 대한 비엔탈피(h)와 상기 노점온도(θd)에 대한 비엔탈피(h’)가 하기 [수학식 7]에 대입되어 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)에 대한 비엔탈피(hc’)가 산출되고,
[수학식 7]
Figure 112021105036798-pat00033

여기서, 상기 h와 x는 상기 외기의 건구온도(Tair_dry)에 대한 비엔탈피와 절대습도이고, 상기 h’와 x’는 상기 노점온도(θd)에 대한 비엔탈피와 절대습도이고,
상기 [수학식 7]이 수치해법을 기반으로 변형된 하기 [수학식 8]의 결과값인 err 값이 10-5이하가 될 때까지 반복적으로 산출되고, 상기 err 값이 10-5이하가 될 때의 평균온도(tw)가 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)로 출력되고,
[수학식 8]
Figure 112021105036798-pat00034

상기 펌프 제어단계는,
상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)보다 높으면 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 감소되도록 상기 펌프(210)의 동작이 제어됨으로써, 상기 최대냉각범위(ΔTCR)가 커짐과 동시에 상기 냉각탑유출온도(TA_out)와 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)의 차이값인 냉각접근범위(ΔTCA)가 작아짐에 따라 상기 냉각탑(100)의 효율이 향상되는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법.
Initial setting step in which the initial inflow flow rate (L start ) of the cooling water that can be introduced into the cooling tower 100 from the refrigerator 200 is set by the server 300 , and the cooling fan 120 and the pump 210 are operated ;
an input step of receiving, by the server 300, the cooling tower inflow temperature T A_in measured from the sensor unit 110 in the cooling tower 100, and fixing the cooling tower inflow temperature T A_in ;
a cooling fan control step in which the operation of the cooling fan 120 is controlled by the server 300 according to the cooling tower inflow temperature T A_in ; and
A pump control step in which the pump 210 is controlled so that the cooling tower inflow rate ( LA_in ) is adjusted according to the cooling tower inflow temperature (T A_in ) by the server (300);
The input temperature input step is,
By being fixed to the cooling tower inlet temperature of cooling water (T A_in), the cooling tower of the cooling water inlet temperature (T A_in) the cooling tower outlet temperature (T A_out) without fluctuating the cooling tower inlet temperature in accordance with (T A_in) and the cooling tower outlet temperature The maximum cooling range (ΔT CR ), which is the difference value of (T A_out ), gradually increases,
The input temperature input step is,
The dry-bulb temperature (T air_dry ) and the relative humidity (
Figure 112021105036798-pat00025
) is used to calculate the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air, including a wet-bulb temperature calculation step;
The wet-bulb temperature calculation step is,
The following [Equation 2] is used so that the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air can be calculated through the convergence calculation to calculate the partial pressure of water vapor in the saturated air (f s ),
[Equation 2]
Figure 112021105036798-pat00026

Here, T ab is a value obtained by converting the dry bulb temperature (T air_dry ) measured by the sensor unit 110 into an absolute temperature,
Relative humidity measured from the sensor unit 110 (
Figure 112021105036798-pat00027
) and the partial pressure of water vapor in the saturated air (f s ) are substituted into the following [Equation 3] to calculate the partial pressure of water vapor in the outside air (f),
[Equation 3]
Figure 112021105036798-pat00028

The water vapor partial pressure (f) of the outside air is substituted in [Equation 4] to calculate the absolute humidity (x),
[Equation 4]
Figure 112021105036798-pat00029

The absolute humidity (x) and the dry-bulb temperature (T air_dry ) of the outside air are substituted into the following [Equation 5] to calculate the specific enthalpy (h),
[Equation 5]
Figure 112021105036798-pat00030

Here, θ is the dry bulb temperature of the outside air (T air_dry ),
The water vapor partial pressure (f) of the outdoor air is substituted into the following [Equation 6] to first calculate the Y value, and then, as the temperature is lowered under a constant pressure, the dew point temperature (θ d ), which is the temperature at the moment when the outdoor air is saturated, is calculated and ,
[Equation 6]
Figure 112021105036798-pat00031

Figure 112021105036798-pat00032

The specific enthalpy (h) with respect to the dry-bulb temperature (T air_dry ) of the outside air and the specific enthalpy (h') with respect to the dew point temperature (θ d ) are substituted into the following [Equation 7] to obtain the wet-bulb temperature (T air_wet) of the outside air. ) for the specific enthalpy (hc') is calculated,
[Equation 7]
Figure 112021105036798-pat00033

Here, h and x are the specific enthalpy and absolute humidity with respect to the dry bulb temperature (T air_dry ) of the outside air, and h' and x' are the specific enthalpy and absolute humidity with respect to the dew point temperature (θ d ),
The [Equation 7] is repeatedly calculated until the err value, which is the result value of the following [Equation 8] modified based on the numerical solution, becomes 10 -5 or less, and the err value becomes 10 -5 or less. The average temperature (t w ) at the time is output as the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air,
[Equation 8]
Figure 112021105036798-pat00034

The pump control step is
When the cooling tower inflow temperature (T A_in ) is higher than the wet bulb temperature (T air_wet ) of the outside air, the operation of the pump 210 is controlled to reduce the cooling tower inflow flow ( LA_in ), whereby the maximum cooling range (ΔT CR ) As ΔT CA increases , the cooling access range (ΔT CA ), which is the difference between the cooling tower outlet temperature (T A_out ) and the wet-bulb temperature (T air_wet ) of the outside air, decreases, the efficiency of the cooling tower 100 is improved, characterized in that An operation control method for producing low-temperature cooling water with a large temperature difference in a cooling tower.
제 2항에 있어서,
상기 냉각팬 제어단계는,
상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 기 설정된 냉동기하한온도(TB_min)보다 낮으면 상기 초기 설정단계로부터 동작되고 있는 상기 냉각팬(120)이 정지되는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법.
3. The method of claim 2,
The cooling fan control step,
When the cooling tower inflow temperature (T A_in ) is lower than the preset refrigeration period lower limit temperature (T B_min ), the cooling fan 120 operating from the initial setting step is stopped. for driving control methods.
삭제delete 삭제delete 제 2항에 있어서,
상기 펌프 제어단계는,
상기 펌프(210)가 제어됨에 따라 감소된 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 기 저장된 냉각탑하한유량(LA_min)과 같지 않으면, 상기 냉각탑유입온도(TA_in)가 상기 외기의 습구온도(Tair_wet)와 다시 비교되고,
상기 펌프(210)가 제어됨에 따라 감소된 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 기 저장된 상기 냉각탑하한유량(LA_min)과 같으면, 감소된 상기 냉각탑유입유량(LA_in)이 유지되는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 대온도차 저온냉각수 제조를 위한 운전 제어 방법.
3. The method of claim 2,
The pump control step is
If the cooling tower inflow flow rate ( LA_in ), which is reduced as the pump 210 is controlled, is not equal to the pre -stored cooling tower lower limit flow rate (LA_min), the cooling tower inflow temperature ( TA_in ) is the wet bulb temperature (T air_wet) of the outside air. ) is compared again with
When the cooling tower inflow rate (LA_in ), which is reduced as the pump 210 is controlled, is equal to the previously stored cooling tower lower limit flow rate ( LA_min ), the reduced cooling tower inflow rate ( LA_in ) is maintained, characterized in that Operation control method for manufacturing large temperature difference low-temperature cooling water of cooling tower.
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