KR102385310B1 - Chiller system - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 칠러 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 산업용 설비(예컨대, 반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정설비 등)의 열 부하를 냉각시켜 안정적인 공정을 수행하도록 하는 냉각 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to a chiller system, and more specifically, to a cooling device for performing a stable process by cooling the thermal load of industrial facilities (eg, semiconductor manufacturing facilities, lasers, injection machines, medical devices and chemical processing facilities, etc.) will be.
일반적으로, 칠러 시스템(chiller system)은 냉수 또는 냉매를 공조기나 냉동기 등의 냉각 수요처로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치로서, 냉각부, 열교환기, 유체순환장치, 냉각타겟 및 유체 이동관을 포함할 수 있다. 예컨대, 냉각부, 열교환기, 유체순환장치 및 냉각타겟은 유체 이동관을 통해 상호 연결되어 있을 수 있으며, 연결된 유체 이동관을 통해 열전달 효율이 좋은 냉각 유체(예컨대, coolant)가 순환됨에 따라 냉각타겟에 저온을 공급하여 냉각시킬 수 있다.In general, a chiller system is a cooling device or refrigeration device that supplies chilled water or refrigerant to a cooling demand such as an air conditioner or a refrigerator, and may include a cooling unit, a heat exchanger, a fluid circulation device, a cooling target, and a fluid movement pipe. there is. For example, the cooling unit, the heat exchanger, the fluid circulation device, and the cooling target may be interconnected through a fluid flow pipe, and as a cooling fluid (eg, coolant) with good heat transfer efficiency circulates through the connected fluid flow pipe, the low temperature to the cooling target can be supplied for cooling.
자세히 설명하면, 칠러 시스템에 포함된 열교환기는, 냉각부의 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 통해 발생하는 기화열에 기초한 열 교환을 통해 저온의 냉각 유체를 확보하여 유체순환장치로 전달시킬 수 있다. 여기서, 유체순환장치는, 열교환기 및 냉각타겟 각각에 냉각 유체를 순환시키는 역할을 수행한다.More specifically, the heat exchanger included in the chiller system may secure a low-temperature cooling fluid through heat exchange based on heat of vaporization generated through compression, condensation, expansion, and evaporation of the cooling unit and deliver it to the fluid circulation device. Here, the fluid circulation device serves to circulate the cooling fluid to each of the heat exchanger and the cooling target.
구체적으로, 유체순환장치는 열교환기로 냉각 유체를 공급할 수 있으며, 열교환기에서 수행되는 냉각부와의 열 교환 과정을 통해 획득된 저온의 냉각 유체를 전달받을 수 있다. 유체순환장치가 열교환기로부터 전달받은 저온의 냉각 유체는 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위해 공급되며, 냉각타겟에서의 열 교환 후 다시 유체순환장치로 돌아오게 된다.Specifically, the fluid circulation device may supply a cooling fluid to the heat exchanger, and may receive a low-temperature cooling fluid obtained through a heat exchange process with a cooling unit performed in the heat exchanger. The low-temperature cooling fluid received by the fluid circulation device from the heat exchanger is supplied to maintain the cooling target at a low temperature, and is returned to the fluid circulation device after heat exchange in the cooling target.
이 경우, 냉각타겟에 공급되는 저온의 냉각유체는 순환 과정에서 냉각타겟과의 열 교환을 통해 온도가 상승되게 된다. 즉, 냉각타겟을 순환하여 유체순환장치로 돌아온 냉각 유체의 온도는 냉각타겟을 지속적으로 냉각시키기 위한 적정한 온도가 아닌 비교적 고온일 수 있다. 이에 따라, 유체순환장치는 냉각 유체가 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도를 유지하도록, 열교환기로부터 전달된 냉각 유체(즉, 저온의 냉각 유체)와 냉각타겟을 순환하고 돌아온 냉각 유체(즉, 비교적 고온의 냉각 유체)를 열교환시킬 수 있다.In this case, the temperature of the low-temperature cooling fluid supplied to the cooling target is increased through heat exchange with the cooling target during the circulation process. That is, the temperature of the cooling fluid returned to the fluid circulation device by circulating the cooling target may be a relatively high temperature, not an appropriate temperature for continuously cooling the cooling target. Accordingly, the fluid circulating device circulates the cooling fluid (ie, low-temperature cooling fluid) and the cooling target delivered from the heat exchanger so that the cooling fluid maintains an appropriate temperature for maintaining the cooling target at a low temperature (that is, the cooling fluid , a relatively high temperature cooling fluid) can be heat exchanged.
다시 말해, 유체순환장치는 냉각 유체를 열교환기 및 냉각타겟 각각으로 공급하여 순환시키고, 순환되어 돌아온 양 방향의 냉각 유체를 믹싱할 수 있다. 이를 위해, 유체순환장치는, 냉각 유체를 열교환기로 순환시키는 내부순환과 냉각타겟으로 순환시키는 외부순환 각각을 수행하기 위한 2개의 펌프를 구비할 수 있다. 예컨대, 유체순환장치는, 내부 순환 펌프 및 위부 순환 펌프 2개의 펌프를 포함할 수 있으며, 각 펌프를 통해 각 순환 사이클 별로 외부순환과 내부순환을 수행할 수 있다. In other words, the fluid circulation device may supply and circulate the cooling fluid to each of the heat exchanger and the cooling target, and may mix the circulating cooling fluid in both directions. To this end, the fluid circulation device may include two pumps for performing each of an internal circulation for circulating the cooling fluid to the heat exchanger and an external circulation for circulating the cooling target to the cooling target. For example, the fluid circulation device may include two pumps, an internal circulation pump and an upper circulation pump, and may perform external circulation and internal circulation for each circulation cycle through each pump.
다만, 종래의 유체순환장치는, 내부순환 및 외부순환을 위한 2개의 펌프를 구비하여야 하므로, 구비 사이즈가 방대해질 수 있다. 또한, 2개의 펌프를 별도로 운용함에 따라, 에너지 효율 측면에서 효율적이지 못할 수 있다. However, the conventional fluid circulation device, since it must be provided with two pumps for internal circulation and external circulation, the provided size can be enormous. In addition, as the two pumps are operated separately, it may not be efficient in terms of energy efficiency.
또한, 냉각 타겟을 냉각시켜 안정적인 공정을 수행(즉, 냉각 타겟이 특정 온도 범위 내에서 동작할 수 있도록)하도록 하기 위해, 유체순환장치는 일정한 온도 및 압력을 가진 냉각 유체를 냉각부로 공급하여야 하나, 냉각 유체의 온도 및 압력 편차를 일정하게 제어하는데 어려움이 있다.In addition, in order to cool the cooling target to perform a stable process (that is, to allow the cooling target to operate within a specific temperature range), the fluid circulation device must supply a cooling fluid having a constant temperature and pressure to the cooling unit, It is difficult to constantly control the temperature and pressure deviation of the cooling fluid.
본 개시가 해결하고자 하는 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각타겟으로 공급되는 유체의 온도 및 압력을 일정하게 유지하여 냉각타겟을 안정적으로 냉각시킬 수 있는 칠러 시스템을 제공하기 위함이다.An object of the present disclosure is to solve the above problems, and to provide a chiller system capable of stably cooling a cooling target by maintaining a constant temperature and pressure of a fluid supplied to the cooling target.
본 개시가 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present disclosure are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 개시의 다양한 실시예에 따른 칠러시스템이 개시된다. 상기 칠러시스템은, 냉각타겟으로 유체를 공급하는 유체순환부, 유체를 공급받은 냉매와 열교환시키는 열교환기 및 상기 냉매를 상기 열교환기로 공급하는 냉각부를 포함하고, 상기 유체순환부에서 토출된 유체의 온도에 따라 토출된 유체의 적어도 일부가 상기 열교환기로 공급되는 것을 특징으로 할 수 있다. A chiller system according to various embodiments of the present disclosure for solving the above-described problems is disclosed. The chiller system includes a fluid circulation unit for supplying a fluid to a cooling target, a heat exchanger for exchanging heat with the refrigerant supplied with the fluid, and a cooling unit for supplying the refrigerant to the heat exchanger, the temperature of the fluid discharged from the fluid circulation unit It may be characterized in that at least a portion of the discharged fluid is supplied to the heat exchanger.
대안적인 실시예에서, 상기 유체순환부는, 내부에 유체를 저장하는 순환탱크, 유체의 흐름을 발생시키는 펌프, 상기 펌프로부터 토출된 유체의 압력을 제어하는 릴리프밸브, 상기 열교환기로부터 상기 순환탱크로 공급되는 유체량을 제어하는 컨트롤밸브, 상기 순환탱크에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관 및 상기 순환탱크로 유체를 유입시키는 유체유입관을 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the fluid circulation unit, a circulation tank for storing the fluid therein, a pump for generating a flow of the fluid, a relief valve for controlling the pressure of the fluid discharged from the pump, from the heat exchanger to the circulation tank It may include a control valve for controlling the amount of supplied fluid, a fluid discharge pipe for discharging the fluid stored in the circulation tank, and a fluid inlet pipe for introducing the fluid into the circulation tank.
대안적인 실시예에서, 상기 유체토출관은, 토출된 유체의 온도를 측정하는 온도센서, 토출된 유체가 나뉘는 분지부, 상기 냉각타겟과 연결되는 제1공급관, 상기 열교환기와 연결되는 제2공급관을 포함하고, 상기 온도센서에서 측정된 값에 따라 상기 컨트롤밸브의 작동이 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다. In an alternative embodiment, the fluid discharge pipe includes a temperature sensor for measuring the temperature of the discharged fluid, a branch for dividing the discharged fluid, a first supply pipe connected to the cooling target, and a second supply pipe connected to the heat exchanger. Including, it may be characterized in that the operation of the control valve is controlled according to the value measured by the temperature sensor.
대안적인 실시예에서, 상기 유체유입관은, 상기 냉각타겟과 연결되는 제1유입관 및 상기 열교환기와 연결되는 제2유입관을 포함하고, 상기 제2유입관으로부터 유입되는 유체는 상기 컨트롤밸브를 통해 상기 순환탱크로 설정된 양만큼 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다. In an alternative embodiment, the fluid inlet pipe includes a first inlet pipe connected to the cooling target and a second inlet pipe connected to the heat exchanger, and the fluid flowing in from the second inlet pipe operates the control valve. It may be characterized in that the amount introduced into the circulation tank through the set amount.
대안적인 실시예에서, 상기 릴리프밸브는, 상기 온도센서와 상기 펌프 사이에 구비되고 설정된 압력 이상의 유체를 순환탱크로 배출시키는 것을 특징으로 할 수 있다. In an alternative embodiment, the relief valve, provided between the temperature sensor and the pump, may be characterized in that the fluid above a set pressure is discharged to the circulation tank.
대안적인 실시예에서, 상기 유체순환부는, 상기 순환탱크 내부의 유체 온도를 제어하는 히터, 상기 펌프의 전단에 구비되어 유체를 필터링하는 필터 및 상기 순환탱크로 유체를 보충하는 하부탱크를 더 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the fluid circulation unit may further include a heater for controlling the temperature of the fluid inside the circulation tank, a filter provided at the front end of the pump to filter the fluid, and a lower tank for replenishing the fluid to the circulation tank. can
대안적인 실시예에서, 상기 순환탱크는, 외부로부터 유체가 공급되는 유체리필관 및 상기 순환탱크 내부 유체의 수위를 조정하는 수위조절관을 더 포함하고, 상기 수위조절관으로 유입된 유체는 상기 하부탱크로 향하는 것을 특징으로 할 수 있다. In an alternative embodiment, the circulation tank further includes a fluid refill pipe to which a fluid is supplied from the outside, and a water level control pipe for adjusting the level of the fluid inside the circulation tank, and the fluid introduced into the water level control pipe is the lower It may be characterized by heading to the tank.
대안적인 실시예에서, 상기 펌프는, 복수 개로 구비되는 헬리코기어 간의 상호 회전을 통해 야기되는 흡입력으로 유체의 흐름을 발생시키며, 상기 복수 개의 헬리코기어 중 적어도 하나는, 모터와 회전 중심축을 공유하도록 커플링 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다. In an alternative embodiment, the pump generates a flow of fluid with a suction force caused through mutual rotation between a plurality of helico gears, and at least one of the plurality of helico gears shares a motor and a central axis of rotation It may be characterized in that it is coupled to the coupling.
대안적인 실시예에서, 상기 컨트롤밸브는, 동작을 제어하는 솔레노이드밸브, 상기 솔레노이드밸브의 제어 동작에 기초한 실린더의 수직 운동을 허용하는 수용공간을 포함하는 상측바디부 및 상기 실린더의 일단에 연결되어 유체를 토출하기 위한 통로를 형성하는 하측바디부를 포함할 수 있다. In an alternative embodiment, the control valve is connected to one end of the cylinder and a solenoid valve for controlling the operation, an upper body portion including an accommodating space that allows vertical movement of the cylinder based on the control operation of the solenoid valve, and the fluid It may include a lower body portion forming a passage for discharging the.
대안적인 실시예에서, 상기 유체순환부는 복수 개로 구비되고, 각각의 유체순환부로부터 토출되는 유체는 상기 열교환기 내에 구비된 냉매관과 동시에 열교환하는 것을 특징으로 할 수 있다. In an alternative embodiment, the fluid circulation part may be provided in plurality, and the fluid discharged from each fluid circulation part may be characterized in that it exchanges heat with a refrigerant pipe provided in the heat exchanger at the same time.
본 개시의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present disclosure are included in the detailed description and drawings.
본 개시는 냉각타겟으로 공급되는 유체의 온도 및 압력을 일정하게 유지하여 냉각타겟을 안정적으로 냉각시킬 수 있는 칠러 시스템을 제공할 수 있다. The present disclosure may provide a chiller system capable of stably cooling the cooling target by maintaining a constant temperature and pressure of the fluid supplied to the cooling target.
또한, 내부 및 외부 순환을 하나의 펌프에서 동시에 수행하도록 하여 에너지 효율을 극대화시킴과 동시에 장치의 구비 사이즈 최소화하여 dimension 효율을 향상시키는 등, 순환 시스템의 효율성을 극대화시키는 효과를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide the effect of maximizing the efficiency of the circulation system, such as maximizing energy efficiency by simultaneously performing internal and external circulation in one pump, and improving dimensional efficiency by minimizing the size of the device at the same time.
본 개시의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예와 관련된 칠러 시스템의 전체적인 개략도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예와 관련된 냉각부의 냉각 사이클을 예시적으로 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예와 관련된 칠러 시스템의 세부 블록 구성도를 예시적으로 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 관련된 유체순환부의 전체 사시도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 관련된 측면에서 바라본 유체순환부를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예와 관련된 릴리프밸브를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시예와 관련된 컨트롤밸브를 예시적으로 도시한 예시도이다.Various aspects are now described with reference to the drawings, wherein like reference numbers are used to refer to like elements throughout. In the following example, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. It will be evident, however, that such aspect(s) may be practiced without these specific details.
1 shows an overall schematic diagram of a chiller system related to an embodiment of the present disclosure;
2 is an exemplary view illustrating a cooling cycle of a cooling unit related to an embodiment of the present disclosure.
3 is an exemplary diagram illustrating a detailed block configuration diagram of a chiller system related to an embodiment of the present disclosure.
4 is a view illustrating an overall perspective view of a fluid circulation unit related to an embodiment of the present disclosure.
5 is a view showing an exemplary fluid circulation unit viewed from the side related to an embodiment of the present disclosure.
6 is a view exemplarily showing a pump according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a view showing an exemplary relief valve related to an embodiment of the present disclosure.
8 is an exemplary view illustrating a control valve related to an embodiment of the present disclosure.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.Various embodiments and/or aspects are now disclosed with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by one of ordinary skill in the art that such aspect(s) may be practiced without these specific details. The following description and accompanying drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. These aspects are illustrative, however, and some of various methods may be employed in the principles of the various aspects, and the descriptions set forth are intended to include all such aspects and their equivalents. Specifically, as used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. are not to be construed as advantageous or advantageous over any aspect or design described herein. It may not be.
이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.Hereinafter, the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical ideas disclosed in the present specification are not limited by the accompanying drawings.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements or elements, these elements or elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one element or component from another. Accordingly, it goes without saying that the first element or component mentioned below may be the second element or component within the spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; or when X employs both A and B, "X employs A or B" may apply to either of these cases. It should also be understood that the term “and/or” as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" mean that the feature and/or element is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, elements, and/or groups thereof. should be understood as not Also, unless otherwise specified or unless it is clear from context to refer to a singular form, the singular in the specification and claims should generally be construed to mean “one or more”.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there is no other element in the middle.
이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves.
구성 요소(elements) 또는 층이 다른 구성 요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.References to an element or layer “on” or “on” another component or layer mean that another layer or other component in between as well as directly above the other component or layer. Including all intervening cases. On the other hand, when a component is referred to as “directly on” or “immediately on”, it indicates that another component or layer is not interposed therebetween.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소 또는 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe a component or a correlation with other components. The spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings.
예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성 요소를 뒤집을 경우, 다른 구성 요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.For example, when a component shown in the drawing is turned over, a component described as “beneath” or “beneath” of another component may be placed “above” of the other component. can Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
본 개시의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 개시를 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.Objects and effects of the present disclosure, and technical configurations for achieving them will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. In describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present disclosure, which may vary according to intentions or customs of users and operators.
그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. Only the present embodiments are provided so that the present disclosure is complete, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs, the scope of the disclosure, and the present disclosure is only defined by the scope of the claims . Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 개시의 일 실시예와 관련된 칠러 시스템의 전체적인 개략도를 도시한다. 1 shows an overall schematic diagram of a chiller system related to an embodiment of the present disclosure;
본 개시의 칠러시스템(1)은, 냉수 또는 냉매를 공조기나 냉동기 등의 냉각타겟(10)으로 공급하는 냉각장치 또는 냉동장치를 의미할 수 있다. 이러한 칠러시스템(1)은 냉각부(300)와 열 교환을 수행하는 열교환기(200)를 통해 저온의 유체를 확보할 수 있으며, 확보된 유체를 냉각타겟(10)으로 공급하여 냉각타겟(10)을 냉각시킬 수 있다.The chiller system 1 of the present disclosure may refer to a cooling device or a refrigeration device that supplies cold water or refrigerant to the
여기서 냉각타겟(10)은, 저온을 필요로하는 산업용 설비를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 반도체 제조 설비, 레이저, 사출기, 의료기기 및 화학 공정 설비 등을 포함할 수 있다. 전술한 냉각타겟에 관련한 산업용 설비에 대한 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.Here, the cooling
본 개시의 일 실시예에 따른 칠러시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각타겟(10), 유체순환부(100), 열교환기(200) 및 냉각부(300)를 포함할 수 있다. 도 1에서 도시되는 컴포넌트들은 예시적인 것으로, 추가적인 컴포넌트들이 존재하거나 또는 도 1에서 도시되는 컴포넌트들 중 일부는 생략될 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 냉각타겟(10), 유체순환부(100), 열교환기(200) 및 냉각부(300)는 유체 이동을 위한 이동관을 통해 상호 연결되거나, 또는 이동관과 미리 정해진 이격 거리를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 각 컴포넌트들을 연결하는 이동관을 통해 유체가 순환됨에 따라 냉각타겟를 저온으로 유지시킬 수 있다. The chiller system 1 according to an embodiment of the present disclosure, as shown in FIG. 1 , includes a
칠러시스템(1)에 포함된 냉각부(300)는, 열교환기(200)와의 열 교환을 통해 열교환기(200)를 순환하는 유체를 저온으로 유지시킬 수 있다. 구체적으로, 냉각부(300)는 열교환기(200)와 인접하게 배치되어 구비될 수 있다. 이 경우, 냉각부(300)는 주변의 열을 흡수하는 기화열을 야기시켜 열교환기(200) 내부를 관통하는 냉매관(210)을 저온으로 유지시킬 수 있다.The
자세히 설명하면, 냉각부(300)는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함할 수 있다. 또한, 냉각부(300)는 냉각 유체(예컨대, 냉매)가 이동하는 이동관을 포함할 수 있으며, 해당 이동관은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 상호 연결시킬 수 있다. 이동관을 통해 냉각 유체는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환할 수 있다.In detail, the
한편, 냉각부(300)는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 기본 구성으로 하는 냉각사이클을 2개 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1냉각사이클에서 냉각된 냉매와 제2냉각사이클을 순환하는 냉매를 서로 열교환시켜 제2냉각사이클에서 팽창밸브를 통해 토출된 냉매의 온도를 최저치로 낮출 수 있다. Meanwhile, the
열교환기(200)는 냉각부(300)의 냉각사이클을 통해 생성된 저온의 냉매와 유체순환부(100) 내의 유체가 서로 열교환을 수행할 수 있는 공간을 제공하며, 상기 냉매와 열교환을 마친 유체는 다시 유체순환부(100)로 유입된 후에 적어도 일부가 냉각타겟(10)으로 공급된다. 여기서, 냉각부(300)를 순환하는 냉각 유체와 유체순환부(100)로 공급 또는 전달되는 유체는 서로 상이한 유체를 의미하는 것일 수 있다. 냉각 유체와 유체는 서로 상이한 이동관을 통해 냉각부(300)와 열교환기(200) 각각을 순환하는 것일 수 있다. 냉각부(300)의 냉각 사이클에 대한 보다 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 이하에서 후술하도록 한다. The
도 2는 본 개시의 일 실시예와 관련된 냉각부의 냉각 사이클을 예시적으로 나타낸 예시도이다. 2 is an exemplary view illustrating a cooling cycle of a cooling unit related to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 냉각부(300)는 냉각 유체를 압축시키는 압축기를 포함할 수 있다. 압축기는 저온, 저압의 냉각 유체를 가압하여 냉각 유체를 고온, 고압 상태로 유지시킬 수 있다. 예컨대, 압축기는, 냉각 유체를 압축하는 임펠러와 임펠러에 연결된 회전축 및 회전축을 회전시키는 모터를 포함하여 구비될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
또한, 냉각부(300)는 압축기에서 압축된 냉각 유체에서 열을 토출하여 냉각 유체를 응축하는 응축기를 포함할 수 있다. 응축기는, 내부에 냉각 유체가 응축될 수 있는 응축공간을 포함할 수 있으며, 압축기에서 전달받은 고온, 고압의 냉각 유체를 응축(또는 액화)시킬 수 있다. 예컨대, 응축기는, 압축기로부터 전달받은 고온, 고압의 기체에 외부에서 흡입된 공기를 공급하여 액화시킬 수 있다. 이 경우, 열이 발생됨에 따라 더운 공기가 토출될 수 있다. In addition, the
또한, 냉각부(300)는 응축기를 통해 응축된 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브를 포함할 수 있다. 냉각 유체는 냉각부(300)를 순환하는 과정에서 용적이 변화되는데, 이러한 용적 변화를 흡수하여 냉각 작용이 원활하게 수행될 수 있도록 팽창밸브가 구비될 수 있다. 냉각 유체는 좁은 팽창밸브를 통과하는 과정에서 모세관 현상에 의해 속도가 커지고 압력이 낮아질 수 있다. 이러한 팽창밸브는, 예를 들어, 수축과 팽창이 가능하도록 열에 강한 합성수지로 형성될 수 있다.In addition, the
또한, 냉각부(300)는 팽창밸브로부터 전달된 저압의 액체 상태의 냉각 유체를 증발시키는 증발기를 포함할 수 있다. 증발기는, 저압의 액체 상태의 냉각 유체에 더운 공기를 공급하여 기화시킬 수 있다. 즉, 냉각 유체는 팽창밸브를 통과하는 과정에서 저압의 액체 상태가 되며, 증발기가 발생시키는 열에 의해 압력이 낮은 냉각 유체가 쉽게 기화될 수 있다. 열을 흡수하는 기화열에 의해 주위의 공기는 차가워지게 될 수 있다. 완전히 증발된 기체 상태의 냉각 유체는 다시 압축기로 들어가 냉각부의 냉각 시스템의 순환이 계속될 수 있다.In addition, the
이러한 냉각부(300)의 증발기에 해당하는 부분은 도3에 도시된 바와 같이, 열교환기(200)의 내측을 관통하는 냉매관(210)에 해당할 수 있다. 즉, 열교환기(200)는 냉각부(300)에서 생성된 저온의 냉매가 흐르는 냉매관(210)과 유체순환부(100)로부터 토출되는 유체를 공급하는 공급관(예컨대, 제2공급관)을 간접 접촉시킴으로써, 유체순환부(100)로부터 공급되어 열교환기(200)를 순환하는 유체를 일정 온도 이하의 저온으로 유지시킬 수 있다. 구체적으로, 냉매관(210)은 유체순환부(100)와 연결된 제2공급관(174)과 인접하게 구비될 수 있으며, 열교환을 통해 제2공급관(174) 내측을 순환하는 유체를 저온으로 유지지킬 수 있다. As shown in FIG. 3 , the portion corresponding to the evaporator of the
본 개시의 열교환기(200)는, 전술한 바와 같이, 유체순환부(100)를 통해 토출된 유체를 일정 온도 이하의 저온으로 냉각시킬 수 있다. 유체순환부(100)는 제2공급관(174)을 통해 유체순환부(100) 내측의 유체 중 적어도 일부를 열교환기(200)로 공급 또는 전달할 수 있다. 유체순환부(100)로부터 열교환기(200)로 전달되는 유체는, 냉각타겟(10)과의 열 교환 과정에서 상대적 고온으로 변환된 유체일 수 있다. As described above, the
또한 열교환기(200)는 유체순환부(100)로부터 전달된 유체를 냉매관(210)과 열교환시켜 유체를 설정된 온도 이하의 저온으로 변환하여 유체순환부(100)로 재전달할 수 있다. In addition, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는, 순환탱크(110), 펌프(120), 릴리프밸브(130), 컨트롤밸브(140), 유체토출관(170) 및 유체유입관(180)을 포함할 수 있다. 유체순환부(100)는 유체를 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각으로 공급하여 순환시키고, 순환되어 돌아온 양 방향의 유체를 순환탱크(110) 내부에서 믹싱할 수 있다. 이 경우, 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환하고 돌아온 양 방향의 유체를 믹싱하는 것은, 유체가 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도를 유지하도록 하기 위함이다. According to an embodiment of the present disclosure, the
유체의 흐름을 간략히 살펴보면, 열교환기(200)에서 냉각부(300)로부터 공급된 냉매와 열교환을 마친 유체는 컨트롤밸브(140)를 통해 순환탱크(110) 내측으로 유입된다. 순환탱크(110) 내측에 채워진 유체는 펌프(120)의 작용에 의해 필터(160) 및 릴리프밸브(130)를 차례로 지나친다. 펌프(120)를 통과한 유체의 압력이 설정된 수치 이상일 경우 일부 유체는 릴리프밸브(130)를 통해 다시 순환탱크(110) 내부로 배출된다. 나머지 유체는 온도센서(172) 및 분지부(171)를 지나 일부는 냉각타겟(10)으로 흐르고 일부는 열교환기(200)로 흐른다. 온도센서(172)에서 측정되는 유체의 온도에 따라 분지부(171) 개방 및 컨트롤밸브(140)의 작동 여부가 결정된다. 냉각타겟(10) 및 열교환기(200)에서 각각 열교환을 완료한 유체는 순환탱크(110) 내로 유입되어 서로 섞인다. Briefly looking at the flow of the fluid, the fluid that has undergone heat exchange with the refrigerant supplied from the
유체순환부(100)에 대한 구조적 특징 및 해당 구조적 특징을 통해 발생하는 효과에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 4 내지 도 8을 참조하여 후술하도록 한다. A detailed description of the structural features of the
도 4는 본 개시의 일 실시예에 관련된 유체순환부의 전체 사시도를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 본 개시의 일 실시예에 관련된 측면에서 바라본 유체순환부를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 6은 본 개시의 일 실시예에 관련된 펌프를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예와 관련된 릴리프밸브를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 8은 본 개시의 실시예와 관련된 컨트롤밸브를 예시적으로 도시한 예시도이다.4 is a view illustrating an overall perspective view of a fluid circulation unit related to an embodiment of the present disclosure. 5 is a view showing an exemplary fluid circulation unit viewed from the side related to an embodiment of the present disclosure. 6 is a view exemplarily showing a pump according to an embodiment of the present disclosure. 7 is a view showing an exemplary relief valve related to an embodiment of the present disclosure. 8 is an exemplary view illustrating a control valve related to an embodiment of the present disclosure.
구체적으로, 유체순환부(100)는 내부에 유체를 저장하는 순환탱크(110), 유체의 흐름을 발생시키는 펌프(120), 펌프(120)로부터 토출된 유체의 압력을 제어하는 릴리프밸브(130), 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 제어하는 컨트롤밸브(140), 순환탱크(110)에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관(170) 및 순환탱크(110)로 유체를 유입시키는 유체유입관(180)을 포함할 수 있다. Specifically, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 내부에 유체를 저장하는 순환탱크(110)를 포함할 수 있다. 순환탱크(110)는 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환하고 돌아온 유체들이 저장되는 저장공간을 의미할 수 있다. 예컨대, 열교환기(200)를 순환하는 유체는, 냉매관(210)과의 열 교환을 통해 저온의 유체로 변환되어 순환탱크(110)로 돌아올 수 있으며, 냉각타겟(10)을 순환하는 유체는, 냉각타겟(10)과의 열 교환을 통해 고온의 유체로 변환되어 순환탱크(110)로 돌아올 수 있다. 유체순환부(100)는 유체가 냉각타겟(10)을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도를 유지하도록 하기 위하여, 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환한 유체를 믹싱하여 순환탱크(110)에 저장될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
구체적인 예를 들어, 반도체 제조 설비에 관련한 냉각타겟(10)이 공정을 적정하게 수행하기 위한 온도는 -50℃일 수 있다. 이 경우, 냉각타겟(10)으로 -60℃의 유체가 공급될 수 있다. 다만, -50℃로 냉각타겟(10) 유지시키기 위한 순환 과정에서 타겟과의 열 교환이 발생하게 되며, 이에 따라, 순환되어 돌아오는 유체는 -40℃의 온도로 변화될 수 있다. 즉, 공정 과정의 냉각타겟(10)과의 열 교환을 통해 유체의 온도가 상승될 수 있다. As a specific example, the temperature for properly performing the process of the
이 경우, 유체순환부(100)는 냉각타겟(10)을 순환하고 돌아온 유체(예컨대, -40℃)와 열교환기(200)를 통해 순환하여 돌아온 유체(예컨대, -70℃)를 믹싱할 수 있다. 즉, 냉각타겟(10)을 순환하는 과정에서 상승된 온도를 가지는 유체는, 열 교환기를 순환하고 돌아온 저온의 유체와 믹싱됨에 따라 저온으로 변화될 수 있다. 믹싱되어 다시 저온으로 변화된 유체는 냉각타겟(10) 및/또는 열교환기(200) 각각을 다시 순환하게 되며, 상기의 과정을 반복함에 따라, 냉각타겟(10)을 반도체 설비 공정에 적정한 저온으로 유지시킬 수 있다. 이를 위해, 순환탱크(110)에는 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각에 연결되는 유체토출관 및 유체유입관이 연결되어 구비될 수 있다.In this case, the
한편, 만약 순환탱크(110) 내측에 믹싱된 유체의 온도가 목표 온도에 비해 낮을 경우 순환탱크(110) 내측으로 삽입되는 히터(150)를 작동시켜 유체의 온도를 목표 온도까지 상승시킬 수 있다.On the other hand, if the temperature of the fluid mixed inside the
유체토출관(170)은 순환탱크(110)에서 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각으로 유체를 토출 또는 공급하는 연결관을 의미할 수 있다. 유체토출관은, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 냉각타겟(10)으로 전달하는 제1공급관(173) 및 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 열교환기(200)로 전달하는 제2공급관(174)을 포함할 수 있다.The
유체유입관은 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각을 순환하여 순환탱크(110)로 유체를 전달하는 연결관을 의미할 수 있다. 유체유입관은, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각타겟(10)을 순환한 유체를 순환탱크(110)로 전달하는 제1유입관(181) 및 열교환기(200)를 순환한 유체를 순환탱크(110)로 전달하는 제2유입관(182)을 포함할 수 있다. The fluid inlet pipe may refer to a connection pipe that circulates each of the
추가적인 실시예에서, 순환탱크(110)는 외부로부터 유체가 공급되는 유체리필관(111)을 포함할 수 있다. 유체리필관(111)은 유체의 양을 리필(refill)시키기 위하여 구비되는 관일 수 있다. 예컨대, 본 개시의 칠러시스템(1)을 순환하는 유체는, 순환 과정에서 배관 내 압력 손실 또는 장시간의 미세한 누설 등에 의해 유체의 양이 다소 감소될 수 있다. 유체의 양의 감소는 냉각 타겟에 저온의 열 전달 효율의 저하를 야기시킬 수 있다. 이 경우, 유체리필관(111)을 통해 순환탱크(110)에 유체를 적정한의 유체 양을 유지하도록 할 수 있다.In an additional embodiment, the
또한, 순환탱크(110)는 내부 유체의 수위를 조정하는 수위조절관(112)을 포함할 수 있다. 수위조절관(112)은 순환탱크(110)의 하부측에 위치한 하부탱크(190)와 연결된 이동관을 의미하며, 순환탱크(110) 내부에 일정 수위 이상의 유체가 공급되어 오버플로우(overflow)되는 경우, 하부탱크(190)로 유체를 배출시키는 역할을 한다. 예컨대, 수위조절관(112)은 내부가 중공인 원통 형상으로 구비될 수 있으며, 순환탱크(110) 내에서 미리 정해진 높이를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 유체의 수위가 일정 높이를 초과하는 경우, 초과된 유체는 수위조절관(112)으로 유입될 수 있다. In addition, the
다시 말해, 수위조절관(112)으로 유입된 유체는, 하부탱크로 향하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이에 따라, 유체리필관(111)을 통해 유체를 보충하는 과정에서, 유체의 과공급에도 순환탱크(110)에 일정 기준 이상의 유체 양이 저장 또는 보관되는 것을 방지하여 시스템의 효율 저하를 예방하는 효과를 제공할 수 있다. In other words, the fluid introduced into the water
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 유체의 흐름을 발생시키는 펌프(120)를 포함할 수 있다. 본 개시의 칠러시스템(1)은 하나의 펌프를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
보다 구체적인 예를 들어, 일반적인, 유체순환부의 경우, 냉각타겟으로 유체를 순환시키기 위한 제1펌프 및 열교환기로 유체를 순환시키시 위한 제2펌프 즉 2개의 펌프를 포함하여 구비될 수 있다. 즉, 일반적인 칠러시스템의 경우, 순환 사이클 별로 각 펌프를 통해 유체의 순환을 유도하여 유체를 적정한 온도(즉, 냉각타겟을 저온으로 유지시키기 위한 적정한 온도)로 유지시킬 수 있다. 다만, 이 경우, 2개의 펌프를 구비하여야 하므로, 유체순환부의 구비 사이즈가 방대해질 수 있다. 또한, 2개의 펌프를 운용함에 따라, 에너지 효율 측면에서 효율적이지 못할 수 있다. For a more specific example, in the case of a general fluid circulation unit, a first pump for circulating the fluid to the cooling target and a second pump for circulating the fluid to the heat exchanger may be included, ie, two pumps. That is, in the case of a general chiller system, it is possible to maintain the fluid at an appropriate temperature (ie, an appropriate temperature for maintaining the cooling target at a low temperature) by inducing circulation of the fluid through each pump for each circulation cycle. However, in this case, since two pumps must be provided, the size of the fluid circulation unit may be increased. In addition, as two pumps are operated, it may not be efficient in terms of energy efficiency.
이에 따라, 본 개시의 유체순환부(100)는 하나의 펌프(120)를 포함하도록 설계되어 운용 효율 및 구비 효율을 향상시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 개시의 펌프(120)에 대한 보다 구체적인 설명은 도 6을 참조하면 이하에서 후술하도록 한다. Accordingly, the
도 6에 도시된 바와 같이, 펌프(120)는 제1하우징(121), 제2하우징(122) 및 모터(123)를 포함할 수 있다. 펌프(120)에 포함된 제1하우징(121)은 흡입력을 발생시키고, 발생된 흡입력을 통한 유체의 이동을 허용할 수 있다. 6 , the
모터(123)는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치를 의미하는 것으로, 발생된 역학적 에너지를 통해 회전축(122a)을 회전을 인가하는 것을 특징으로 할 수 있다. 모터는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전축(122a)과 커플링 연결될 수 있으며, 발생된 역학 에너지를 통해 회전축을 회전시킬 수 있다.The
제2하우징(122)은 모터(123)와 커플링 연결되는 회전축(122a)을 수용하기 위한 수용공간을 형성할 수 있다. 해당 수용공간에는, 회전축(122a)의 외주면 둘레를 따라 구비되는 제1보온재(122b)를 포함할 수 있다. 본 개시의 칠러시스템(1)은 냉각타겟(10)을 극저온으로 유지시키기 위한 냉각 시스템일 수 있다. 이에 따라, 저온 영향에 따른 효율 저하를 예방하기 위하여 제2하우징 내부 수용공간의 일부에 제1보온재(122b)를 구비할 수 있다. 이는 극저온에서 지속적인 활용이 가능해지는 등 운용 효율을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.The
제2하우징(122)의 일단에는 제1하우징(121)이 연결되어 구비될 수 있다. 이 경우, 각 하우징의 적어도 일부는 관통되도록 형성되며, 관통된 공간을 통해 제2하우징(122)에 구비된 회전축(122a)과 제1하우징(121)에 구비된 헬리코기어(121c)가 연결될 수 있다. 이 경우, 제1하우징(121)에 구비되는 헬리코기어(121c)는 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 헬리코기어 중 하나의 헬리코기어가 회전축(122a)과 연결될 수 있다. 즉, 복수 개의 헬리코기어 중 적어도 하나는, 모터(123)와 회전 중심축을 공유하도록 커플링 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다. The
제1하우징(121)은 투입홀(121a), 제1관(121b), 복수 개의 헬리코기어(121c), 제2관(121d) 및 배출홀(121e)을 포함하여 구비될 수 있다. 투입홀(121a)은 유체가 투입되는 홀이며, 배출홀(121e)은 유체가 배출되는 홀을 의미할 수 있다. 제1관(121b)은 투입홀(121a)과 복수 개의 헬리코기어 중 하나의 헬리코기어(예컨대, 제1헬리코기어)를 연결하는 연결관을 의미할 수 있으며, 제2관(121d)은 복수 개의 헬리코기어 중 다른 하나의 헬리코기어(예컨대, 제2헬리코기어)를 연결하는 연결관을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 제1관(121b) 및 제2관(121d)은 유체에 의한 열팽창 및 열수축을 최소화하기 위한 부싱(bushing)으로 구비될 수 있다. 이러한 부싱은, 자기윤활성을 보유하여 향상된 마찰내구성을 갖는 재질을 통해 구비될 수 있다. 이에 따라, 지속적인 축의 회전에 대한 높은 내구성을 가지며, 극저온에서 지속적인 활용이 가능해지는 등 운용 효율을 향상시키는 효과를 가진다. 펌프(120)를 통해 발생되는 흡입력을 통해 유체는 투입홀(121a)로 투입되어 배출홀(121e)을 통해 배출 또는 토출될 수 있다.The
구체적으로, 펌프(120)는 복수 개로 구비되는 헬리코기어(121c) 간의 상호 회전을 통해 야기되는 흡입력으로 유체의 흐름을 발생시킬 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 헬리코기어(121c)는 제1하우징(121)에 구비될 수 있다. 여기서 헬리코기어는 서로 대응하는 형상을 통해 구비될 수 있다. 예컨대, 헬리코기어는 홈과 돌출부를 갖도록 구비될 수 있으며, 다른 헬리코기어의 홈 및 돌출부 각각에 맞물려 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the
즉, 모터(123)는 회전축(122a)을 회전력을 인가하며, 회전축(122a)이 회전되는 경우, 해당 회전축(122a)에 연결된 하나의 헬리코기어(121c)가 회전될 수 있다. 또한, 하나의 헬리코기어의 회전은 해당 헬리코기어와 맞물려 구비된 다른 헬리코기어의 회전을 야기시킬 수 있다. 이러한 기계적인 메커니즘을 통해 유체의 흐름이 발생될 수 있다. 즉, 두 개의 헬리코기어(121c) 간의 상호 회전을 통해 발생되는 흡입력으로 인해 제1하우징(121)의 일방향에 위치한 유체가 투입홀(121a)로 투입되며, 제1관(121b), 두 개의 헬리코기어(121c) 및 제2관(121d)을 거쳐 배출홀(121e)을 통해 배출될 수 있다. That is, the
전술한 바와 같이, 유체는 제1하우징(121) 내부에서만 이동됨에 따라, 기어의 구동을 위한 모터(123) 및 회전축(122a)이 위치한 제2하우징(122)에는 유체가 전달되지 않을 수 있다. 즉, 기어와 해당 기어에 회전력을 인가하는 모터가 분리되어 구비됨으로써, 유체를 통한 에너지 소모 비율이 현저히 감소될 수 있다. 이는, 모터를 통해 발생되는 회전력의 저항을 최소화하여 에너지 효율을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.As described above, as the fluid moves only inside the
실시예에서, 투입홀(121a)은 순환탱크(110) 방향에 구비되며, 배출홀(121e)은 유체토출관(170) 방향(즉, 냉각타겟 및 열교환부 방향)에 구비될 수 있다. In an embodiment, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 펌프(120)는 복수 개의 헬리코기어(121c) 간의 상호 회전을 통한 흡입력으로 유체의 흐름을 발생시킬 수 있다. 여기서 유체의 흐름은, 순환탱크(110)로부터 유체토출관(170)으로 이동하는 유체의 흐름을 의미할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
자세히 설명하면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110)에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관을 포함할 수 있다. 즉, 펌프(120)는 순환탱크(110)와 유체토출관 사이에 구비되어, 순환탱크(110)에 위치한 유체를 유체토출관으로 토출시키는 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 펌프(120)의 투입홀(121a)은 순환탱크(110)와 연결되며, 배출홀(121e)은 유체토출관(170)과 연결될 수 있다. In detail, the
유체토출관은 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를, 열교환기(200) 및 냉각타겟(10) 각각으로 공급하기 위한 연결관일 수 있다. 유체토출관은, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 냉각타겟(10)으로 전달하는 제1공급관(173) 및 순환탱크(110)로부터 토출된 유체를 열교환기(200)로 전달하는 제2공급관(174)을 포함할 수 있다. 또한, 유체토출관은 순환탱크(110)로부터 토출된 유체가 나뉘는 분지부(171)를 포함할 수 있다. 유체토출관은, 분지부(171)를 기준으로 제1공급관(173) 및 제2공급관(174)으로 나뉠 수 있다. The fluid discharge pipe may be a connection pipe for supplying the fluid discharged from the
즉, 펌프(120)를 통해 순환탱크(110)로부터 토출된 유체는, 분지부(171)를 거쳐 제1공급관(173) 및 제2공급관(174) 각각으로 전달되어 냉각타겟(10) 및 열교환기(200) 각각으로 공급될 수 있다. 다시 말해, 본 개시의 유체순환부(100)는 하나의 펌프(120)를 통해 냉각타겟(10) 및 열교환기(200) 각각으로 유체를 전달할 수 있다.That is, the fluid discharged from the
이에 따라, 하나의 펌프에서 양방향(즉, 냉각타겟 방향 및 열교환기 방향)으로의 유체 전달을 가능하게 하여 에너지 효율을 극대화시킴과 동시에 장치의 구비 사이즈 최소화하여 공간(dimension) 효율을 향상시키는 등, 칠러시스템의 효율성을 극대화시키는 효과를 제공할 수 있다. Accordingly, by enabling fluid transfer in one pump in both directions (that is, in the cooling target direction and in the heat exchanger direction), energy efficiency is maximized, and at the same time, the size of the device is minimized to improve space (dimension) efficiency, etc. It can provide the effect of maximizing the efficiency of the chiller system.
한편, 본 발명은 펌프를 한 개만 사용하더라도 유체의 온도 및 압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 순환탱크(110) 외부로 토출되는 유체의 압력을 일정하게 유지시키기 위해 릴리프밸브(130)가 설치되며 온도를 일정하게 유지시키기 위해 온도센서(172)를 활용한 컨트롤밸브(140) 및 분지부(171) 제어가 가능하며(유체온도 냉각방향) 히터(150)를 활용하여 유체의 온도를 상승시킬 수 있다. On the other hand, the present invention has the effect of maintaining a constant temperature and pressure of the fluid even if only one pump is used. A
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110)로 유체를 유입시키는 유체유입관(180)을 포함할 수 있다. 유체유입관180)은, 펌프(120)를 통해 유체토출관으로 토출되어 냉각타겟(10) 및 열교환기(200) 각각을 순환한 유체가 순환탱크(110)로 돌아올 수 있도록 연결하는 관을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 제1유입관(181)은 제1공급관(173)과 연결되며, 제2유입관(182)은 제2공급관(174)과 연결될 수 있다. 즉, 유체유입관은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각타겟(10)과 연결되는 제1유입관(181) 및 열교환기(200)와 연결되는 제2유입관(182)을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 펌프(120)로부터 토출된 유체의 압력을 제어하는 릴리프밸브(130)를 포함할 수 있다. 릴리프밸브(130)는 온도센서(172)와 펌프(120) 사이에 구비되고 설정된 압력 이상의 유체를 순환탱크(110) 내부로 배출시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적으로, 릴리프밸브(130)는 펌프(120)와 분지부(171) 사이에 구비되어 분지부(171)로 전달되는 유체를 일정한 압력을 갖도록 유지시키시 위한 것이다. 릴리프밸브(130)에 대한 보다 구체적인 설명은 도 7을 참조하여 이하에서 후술하도록 한다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 릴리프밸브(130)는 펌프(120)와 분지부(171) 사이에 구비될 수 있다. 즉, 펌프(120)를 통해 토출된 유체는 릴리프밸브(130)를 지나 분지부(171)로 전달될 수 있다. 이 경우, 릴리프밸브(130)는 펌프(120)에서 분지부(171)로 전달되는 유체의 압력을 제어할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
구체적으로, 릴리프밸브(130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 압력배출홀(131), 압력차단막(132), 압력배출통로(133), 릴리프스프링(134) 및 지지면(135)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 분지부(171)로 전달되는 유체는 일정한 온도 및 압력을 가지는 것이 중요할 수 있다. 예컨대, 분지부로 전달되는 유체의 압력이 비교적 높은 경우, 유체를 이동시키는 관들이 가압함으로써 누설을 야기시켜 장치의 운용 효율을 저감시킬 우려가 있다. 이에 따라, 릴리프밸브(130)는 미리 정해진 압력 이상의 유체를 분지부(171) 방향으로 전달하는 것이 아닌, 순환탱크(110)로 재순환시킬 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 7 , the
자세히 설명하면, 릴리프밸브(130)의 압력배출홀(131)은 유체가 이동하는 방향에 관련하여 구비되는 것일 수 있다. 예컨대, 도 7을 기준으로 압력배출홀(131)의 왼쪽 방향으로 유체가 이동할 수 있다. 이 경우, 미리 정해진 기준치 이상의 유체의 압력이 발생되는 경우, 압력배출홀(131)을 통해 투입된 유체가 압력차단막(132)을 밀어 압력배출통로(133)를 형성하고, 형성된 압력배출통로(133)를 통해 유체가 배출되어, 순환탱크(110)로 재순환될 수 있다. 여기서 미리 정해진 기준치 이상의 압력은, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지면(135)과 압력차단막(132) 사이에 구비된 릴리프스프링(134)의 탄성력에 기반한 것일 수 있다. 예컨대, 유체의 압력이 커지는 경우, 압력차단막(132)에 압력이 가해지며, 릴리프스프링(134)이 눌려 압력배출통로(133)가 확보되고, 확보된 압력배출통로(133)를 통해 유체가 배출되어 순환탱크(110)로 되돌아갈 수 있다. 이 경우, 압력배출통로(133)를 통해 유체가 배출됨에 따라 유체의 압력이 낮아지게 되며, 이에 따라, 릴리프스프링(134)이 복원되어 확보된 압력배출통로(133)가 막힐 수 있다. More specifically, the
즉, 상술한 바와 같은 릴리프밸브(130)의 구조적 특징을 통해 미리 정해진 압력 이상의 유체가 전달되지 않도록 예방함으로써, 시스템의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 릴리프스프링(134)을 통해 일정치 이상의 압력을 제한할 수 있으므로, 릴리프스프링(134)의 교체만으로도 압력 제한 설정을 용이하게 변경할 수 있어 편의성을 제공할 수 있다.That is, by preventing a fluid exceeding a predetermined pressure from being transmitted through the structural features of the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 제어하는 컨트롤밸브(140)를 포함할 수 있다. 컨트롤밸브(140)는 열교환기(200)와 순환탱크(110) 사이에 구비되어 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체의 유체량을 제어할 수 있다. 여기서, 유체량의 제어는, 순환탱크(110) 내부에 믹싱된 유체를 적정한 온도로 유지시키기 위한 것일 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
예를 들어, 냉각타겟(10)이 공정에 적합한 온도보다 상승된 경우, 순환탱크(110) 내부에 저장된 유체의 온도를 하강시키기 위해서(즉, 냉각타겟으로 공급되는 유체의 온도를 하강시키기 위해서) 컨트롤밸브(140)는 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 늘릴 수 있다. 이와 반대로, 냉각타겟(10)이 공정에 적합한 온도보다 하강된 경우, 순환탱크(110) 내부에 저장된 유체의 온도를 상승시키기 위해서(즉, 냉각타겟으로 공급되는 유체의 온도를 상승시키기 위해서) 컨트롤밸브(140)는 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 줄이고 히터(150)를 작동시킬 수 있다. 본 개시의 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 유체량을 결정하는 컨트롤밸브(140)에 대한 구체적인 설명은, 도 8을 참조하여 이하에서 후술하도록 한다. For example, when the
도 8에 도시된 바와 같이, 컨트롤밸브(140)는 솔레노이드밸브(141), 상측바디부(142) 및 하측바디부(143)를 포함할 수 있다. 도 8에서 도시되는 컴포넌트들은 예시적인 것으로, 추가적인 컴포넌트들이 컨트롤밸브에 포함되거나 또는 도 8에서 도시되는 컴포넌트들 중 일부는 컨트롤밸브에서 생략될 수 있다As shown in FIG. 8 , the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컨트롤밸브(140)는 컨트롤밸브(140)의 동작을 제어하는 솔레노이드밸브(141)를 포함할 수 있다. 솔레노이드밸브(141)는 컨트롤밸브(140)의 on/off 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 솔레노이드밸브(141)는, 온도센서(172)로부터 수신한 전류 신호에 기반하여 전자 코일의 전자력을 사용하여 자동적으로 밸브를 개폐시킴에 따라, 컨트롤밸브(140)의 작동을 제어할 수 있다. 컨트롤밸브(140)는 솔레노이드밸브(141)의 제어 동작에 기반하여 상/하 운동을 통해 유로의 개폐작용을 수행하여 열교환기(200)로부터 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체의 유체량을 제어할 수 있다. 즉, 제2유입관(182)으로부터 유입되는 유체는, 컨트롤밸브(140)를 통해 순환탱크(110)로 설정된 양만큼 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
또한, 컨트롤밸브(140)는 실린더(142a) 및 실린더(142a)가 수직 운동을 수행하기 위한 수용공간을 포함하는 상측바디부(142)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상측바디부(142)는 솔레노이드밸브(141)의 제어 동작에 기초하여 실린더(142a)의 수직 운동을 허용하는 수용공간을 포함할 수 있다. 해당 수용공간에는, 실린더(142a)의 외주면 둘레를 따라 구비되는 제2보온재(142b)를 포함할 수 있다. 즉, 제2보온재(142b)는, 중심부에 타공을 갖는 원통 형상을 통해 구비되며, 실린더(142a)의 외주면을 감싸는 형태도, 상측바디부(142)의 수용공간 내부에 구비될 수 있다. 본 개시의 칠러시스템(1)은 냉각타겟(10)을 극저온으로 유지시키기 위한 냉각 시스템일 수 있다. 이에 따라, 저온 영향에 따른 효율 저하를 예방하기 위하여 상측바디부(142) 내부 수용공간의 일부에 제2보온재(142b)를 구비할 수 있다. 이는 극저온에서의 효율 저하를 방지할 수 있다. In addition, the
상측바디부(142)의 일단에는 하측바디부(143)가 연결되어 구비될 수 있다. 이 경우, 각 바디부의 적어도 일부는 관통되도록 형성되며, 관통된 공간을 통해 상측바디부(142)에 구비된 실린더(142a)와 하측바디부(143)에 구비된 포핏(144)이 연결될 수 있다. One end of the
실린더(142a)는 솔레노이드밸브(141)의 제어 동작에 기반한 수직운동을 수행할 수 있다. 예를 들어, 솔레노이드밸브(141)가 온도센서(172)로부터 특정 위치의 유체의 온도가 미리 정해진 온도 이상으로 상승하였다는 전류 신호(즉, 사전 결정된 임계치 이상의 전류 신호)를 수신하는 경우, 솔레노이드밸브(141)는 실린더(142a)의 수직 운동을 야기시킬 수 있다. 예컨대, 도 8을 기준으로 하측바디부(143) 방향으로 실린더(142a)가 이동할 수 있다. 실린더(142a)가 하측바디부(143) 방향(즉, 도 8에서의 오른쪽 방향)으로 이동되는 경우, 해당 실린더(142a)의 일단에 연결된 포핏(144)에 힘이 인가됨에 따라, 순환탱크(110)로의 유체의 이동을 허용할 수 있다. The
컨트롤밸브(140)는 실린더의 일단에 연결되는 유체를 토출하기 위한 통로를 형성하는 하측바디부(143)를 포함할 수 있다. 하측바디부(143)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 고정핀(143a), 유로형성공간(143b), 포핏(144) 및 유체유입홀(143c) 및 유체방출홀(143d)을 포함할 수 있다. 여기서, 고정핀(143a)은 포핏(144)을 고정시키기 위하여 하측바디부(143)의 일단에 돌출 구비될 수 있다. 즉, 고정핀(143a)은 포핏(144)의 일부에 관통되어 끼워질 수 있다. 유로형성공간(143b)은 고정핀(143a)을 기준으로 하는 포핏(144)의 이동에 따라 확보되는 것일 수 있다. 유로형성공간(143b)이 확보되는 경우, 유체유입홀(143c)을 통해 유체가 유입되며, 유체배출홀(143d)을 통해 유체가 배출될 수 있다. 다시 말해, 유로형성공간(143b)이 확보되지 않은 경우에는 유체가 이동될 수 없다. 포핏(144)은 실린더(142a)의 일단에 연결되어 실린더(142a)와 동일 방향으로 수직운동함에 따라 유로형성공간(143b)은 유료를 형성할 수 있다. 포핏(144)은 도 8에 도시된 바와 같이, 유체차단턱(144a), 측면홀(144b), 중심홀(144c) 및 포핏스프링(144d)을 포함할 수 있다. 중심홀(144c)은 고정핀(143a)의 끼워지는 홀일 수 있다. 측면홀(144b)은, 포핏(144)을 일방향에서 대응하는 반대방향으로 관통하여 형성되는 것으로, 내부에 유입되는 유체를 방출하기 위한 홀일 수 있다. 예컨대, 포핏(144)의 상하(또는 좌우)이동 과정에서 포핏(144)의 내부(예컨대, 중심홀)로 유체가 들어가는 경우, 유로방출공간 형성을 위한 상하 동작의 오류를 야기시킬 수 있다. 이에 따라, 내부로 침투되는 유체의 방출을 위한 측면홀(144b)을 확보하여 장치의 안정성을 향상시킬 수 있다. 이러한 포핏(144)은, 예를 들어, 유체에 의한 열팽창 및 열수축이 최소화되며, 자기윤활성을 보유하여 향상된 마찰내구성을 갖는 재질을 통해 구비될 수 있다. 추가적으로, 포핏(144)은, 내마모성, 내충격성 및 부식성에 우수한 재질을 통해 구성될 수 있으며, 이에 따라 지속적인 충격에 변형이 최소화될 수 있다. The
예컨대, 솔레노이드밸브(141)의 제어 동작에 의해 실린더(142a)가 하측바디부(143) 방향으로 이동되는 경우, 해당 실린더(142a)에 연결된 포핏(144)이 동일 방향으로 밀려 유로형성공간(143b)을 통해 유로가 확보될 수 있다. 즉, 솔레노이드밸브(141)의 제어 신호에 기초하여 실린더(142a)가 이동하며, 해당 실린더(142a)에 연결된 포핏(144)의 유체차단턱(144a)이 동일 방향으로 밀려 유로형성공간(143b)을 통한 유로가 확보되고, 확보된 유로를 통해 유체가 이동될 수 있다. 즉, 포핏(144)의 이동에 따라 유로 방출 공간이 확보되는 경우, 유체는, 유체투입홀(143c), 유로형성공간(143b) 그리고 유체배출홀(143d)을 순서대로 거쳐 배출될 수 있다. 일 실시예에서, 유체투입홀(143c)의 구비 방향은 열교환기(200) 방향이며 유체배출홀(143d)의 구비 방향은 순환탱크(110) 방향일 수 있다. 또한, 솔레노이드밸브(141)의 제어 동작 이후, 포핏(144)과 하측바디부(143) 사이에 구비된 포핏스프링(144d)의 복원력을 통해 포핏(144)이 실린더(142a) 방향으로 이동되며, 이에 따라 유체차단턱(144a)에 의해 유체의 흐름이 차단되게 된다. For example, when the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체토출관(170)은 토출된 유체의 온도를 측정하는 온도센서(172)를 포함할 수 있다. 온도센서(172)는 유체토출관(170)에 구비되어 토출된 유체의 온도를 측정할 수 있다. 토출된 유체의 온도를 측정하는 것은, 순환탱크(110)로부터 토출된 유체의 온도가 냉각타겟(10)을 냉각시키기 적정한 온도인지 감지하기 위한 것일 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 유체순환부(100)는 온도센서(172)에서 측정된 값에 따라 컨트롤밸브(140)의 작동이 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
전술한 바와 같이, 컨트롤밸브(140)는, 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체량의 결정 또는 제어함으로써, 칠러시스템(1)의 효율성을 보다 향상시킬 수 있다. 자세히 설명하면, 냉각타겟(10)으로 공급된 유체는, 냉각타겟(10)의 순환 과정에서 순환탱크(110)에서 토출된 유체보다 온도가 높아질 수 있다. 이에 따라, 컨트롤밸브(140)는 온도센서(172)의 측정 온도에 기초하여, 처음보다 온도가 상승한 경우, 열교환기(200)에서 순환탱크(110)로 공급되는 저온의 유체량을 증가시켜 순환탱크(110)에 저장된 유체를 보다 저온으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 균일한 냉각도를 통해 냉각타겟(10)을 냉각시킬 수 있다As described above, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110) 내부의 유체 온도를 제어하는 히터(150)를 포함할 수 있다. 예컨대, 히터(150)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 순환탱크(110)의 내부에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이를 위해, 순환탱크(110)의 적어도 일부에는 히터(150)를 고정시키기 위한 히터안착부(114)가 구비될 수 있다. 즉, 히터안착부(114)를 통해 히터(150)는 순환탱크(110)의 내부에 안착될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 히터(150)는 온도센서(172)에서 측정된 유체의 온도에 기초하여 동작될 수 있다. 즉, 히터(150)는 냉각타겟(10)으로 공급되는 유체의 온도에 기초하여 순환탱크(110) 내부에 저장된 유체의 온도를 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 유체토출관(170)에 위치한 온도센서(172)에서 측정된 유체의 온도가 과도하게 낮은 경우, 히터가 동작하여 순환탱크(110)에 저장된 유체의 온도를 상승시킬 수 있다. 이에 따라, 균일한 냉각도를 통해 냉각타겟(10)을 냉각시킬 수 있다.The
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 펌프(120)의 전단에 구비되어 유체를 필터링하는 필터(160)를 포함할 수 있다. 필터(160)는 순환탱크(110)의 내부에 구비될 수 있으며, 펌프(120)로 이동되는 유체를 필터링하는 역할을 수행하여 장치의 안정성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다. 이러한 필터(160)는 예컨대, 활용되는 유체의 동점도나 성질에 따라 mesh 변경될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
전술한 바와 같이, 본 개시의 유체순환부(100)는 극저온 구현 및 온도제어에 필요한 핵심 컴포넌트들(예컨대, 필터, 펌프, 온도센서, 릴리프밸브, 컨트롤밸브 및 히터)를 순환탱크(110)에 구비 가능하도록 구현하여 장치의 구비 사이즈를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 하나의 펌프를 통해 냉각타겟(10) 및 열교환기(200)로의 순환을 동시에 수행함으로써, 에너지 효율을 극대화시킴과 동시에 장치의 구비 사이즈 최소화하여 dimension 효율을 향상시키는 등, 순환 시스템의 효율성을 극대화시키는 효과를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 유체의 순환 동선을 최적화하여 에너지 효율을 절감 및 구비 비용 절감을 효과를 제공할 수 있다. As described above, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 순환탱크(110)로 유체를 보충하는 하부탱크(190)를 더 포함할 수 있다. 하부탱크(190)는 순환탱크(110)의 하부측에 위치할 수 있으며, 순환탱크(110)에 저장된 유체가 부족한 경우, 이를 보충하기 위하여 추가적인 유체를 저장하는 저장고 역할을 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
실시예에 따르면, 순환탱크(110) 및 하부탱크(190) 각각에는 유체의 수위를 확인하기 위한 수위확인부(113) 및 수위확인관(193) 각각이 존재할 수 있다. 예컨대, 수위확인부(113)를 통한 수위 확인을 통해, 리필펌프(191)를 동작시켜 순환탱크(110)로 유체를 보충시킬 수 있다. 구체적으로, 리필펌프(191)가 동작되는 경우, 하부탱크(190)에 저장된 유체는 펌프연결관(192) 리필펌프(191) 및 상부공급관(194)을 거쳐 순환탱크(110)로 공급될 수 있다. 즉, 하부탱크(190)와 리필펌프(191) 및 이를 연결하는 관들(즉, 펌프연결관 및 상부공급관)을 통해 순환탱크(110)의 유체 보충이 신속하고 용이하게 이루어져 작업의 편의성이 향상될 수 있다. According to the embodiment, each of the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유체순환부(100)는 복수 개로 구비되고, 각각의 유체순환부로부터 토출되는 유체는 열교환기(200) 내에 구비된 냉매관(210)과 동시에 열교환하는 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 본 개시의 유체순환부(100)는 3개로 구비될 수 있으며, 3개의 유체순환부(100)는 하나의 냉매관(210)과 동시에 열교환하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 개시의 실시예를 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, although embodiments of the present disclosure have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains will realize that the present disclosure may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
본 개시에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present disclosure are only examples, and do not limit the scope of the present disclosure in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic components, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings illustratively represent functional connections and/or physical or circuit connections, and in an actual device, various functional connections, physical connections that are replaceable or additional may be referred to as connections, or circuit connections. In addition, unless there is a specific reference such as "essential", "importantly", etc., it may not be a necessary component for the application of the present invention.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the presented processes is an example of exemplary approaches. Based on design priorities, it is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of the present disclosure. The appended method claims present elements of the various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
1: 칠러시스템 10: 냉각타겟
100: 유체순환부 110: 순환탱크
111: 유체리필관 112: 수위조절관
113: 수위확인부 114: 히터안착부
120: 펌프 121: 제1하우징
121a: 투입홀 121b: 제1관
121c: 헬리코기어 121d: 제2관
121e: 배출홀 122: 제2하우징
122a: 회전중심축 122b: 제1보온재
123: 모터 130: 릴리프밸브
131: 압력배출홀 132: 압력차단막
133: 압력배출통로 134: 릴리프스프링
135: 지지면 140: 컨트롤밸브
141: 솔레노이드밸브 142: 상측바디부
142a: 실린더 142b: 제2보온재
143: 하측바디부 143a: 고정핀
143b: 유로형성공간 143c: 유체유입홀
143d: 유체배출홀 144: 포핏
144a: 유체차단턱 144b: 측면홀
144c: 중심홀 144d: 포핏스프링
150: 히터 160: 필터
170: 유체토출관 171: 분지부
172: 온도센서 173: 제1공급관
174: 제2공급관 180: 유체유입관
181: 제1유입관 182: 제2유입관
190: 하부탱크 191: 리필펌프
192: 펌프연결관 193: 수위확인관
194: 상부공급관 200: 열교환기
210: 냉매관 300: 냉각부1: chiller system 10: cooling target
100: fluid circulation unit 110: circulation tank
111: fluid refill pipe 112: water level control pipe
113: water level check part 114: heater seating part
120: pump 121: first housing
121a:
121c:
121e: discharge hole 122: second housing
122a: axis of
123: motor 130: relief valve
131: pressure discharge hole 132: pressure blocking membrane
133: pressure discharge passage 134: relief spring
135: support surface 140: control valve
141: solenoid valve 142: upper body part
142a:
143:
143b: flow
143d: fluid discharge hole 144: poppet
144a:
144c:
150: heater 160: filter
170: fluid discharge pipe 171: branch part
172: temperature sensor 173: first supply pipe
174: second supply pipe 180: fluid inlet pipe
181: first inflow pipe 182: second inflow pipe
190: lower tank 191: refill pump
192: pump connection pipe 193: water level check pipe
194: upper supply pipe 200: heat exchanger
210: refrigerant pipe 300: cooling unit
Claims (10)
냉매를 냉각 및 순환시키는 냉각부; 및
상기 냉각부로부터 공급된 상기 냉매와 유체를 열교환시키는 열교환기;
를 포함하고,
상기 냉각타겟으로 공급된 유체는 제1유입관을 통해 상기 유체순환부로 회수되며, 상기 유체순환부에서 토출된 유체의 온도에 따라 토출된 유체의 적어도 일부가 상기 제1공급관으로부터 분지되는 제2공급관을 통해 상기 열교환기로 공급되는 것을 특징으로 하며,
상기 유체순환부는,
내부에 유체를 저장하는 순환탱크;
유체의 흐름을 발생시키는 펌프; 및
상기 펌프로부터 토출된 유체의 압력에 따라 상기 토출된 유체의 적어도 일부를 상기 순환탱크로 공급하는 릴리프밸브;
를 포함하는,
칠러시스템.
a fluid circulation unit for supplying a fluid to the cooling target through the first supply pipe;
a cooling unit for cooling and circulating the refrigerant; and
a heat exchanger for exchanging a fluid with the refrigerant supplied from the cooling unit;
including,
The fluid supplied to the cooling target is recovered to the fluid circulation unit through a first inlet pipe, and at least a portion of the fluid discharged from the fluid circulation unit is branched from the first supply pipe according to the temperature of the fluid discharged from the second supply pipe. It is characterized in that it is supplied to the heat exchanger through
The fluid circulation unit,
a circulation tank for storing the fluid therein;
a pump for generating a flow of fluid; and
a relief valve for supplying at least a portion of the discharged fluid to the circulation tank according to the pressure of the fluid discharged from the pump;
containing,
chiller system.
상기 유체순환부는,
상기 열교환기로부터 상기 순환탱크로 공급되는 유체량을 제어하는 컨트롤밸브;
상기 순환탱크에 저장된 유체를 토출시키는 유체토출관; 및
상기 순환탱크로 유체를 유입시키는 유체유입관;
을 더 포함하는,
칠러시스템.
The method of claim 1,
The fluid circulation unit,
a control valve for controlling the amount of fluid supplied from the heat exchanger to the circulation tank;
a fluid discharge pipe for discharging the fluid stored in the circulation tank; and
a fluid inlet pipe for introducing a fluid into the circulation tank;
further comprising,
chiller system.
상기 유체토출관은,
토출된 유체의 온도를 측정하는 온도센서; 및
토출된 유체가 나뉘는 분지부;
를 더 포함하고,
상기 온도센서에서 측정된 값에 따라 상기 컨트롤밸브의 작동이 제어되는 것을 특징으로 하는,
칠러시스템.
3. The method of claim 2,
The fluid discharge pipe,
a temperature sensor for measuring the temperature of the discharged fluid; and
a branching part through which the discharged fluid is divided;
further comprising,
characterized in that the operation of the control valve is controlled according to the value measured by the temperature sensor,
chiller system.
상기 유체유입관은,
상기 열교환기와 연결되는 제2유입관;
을 더 포함하고,
상기 제2유입관으로부터 유입되는 유체는 상기 컨트롤밸브를 통해 상기 순환탱크로 설정된 양만큼 유입되는 것을 특징으로 하는,
칠러시스템.
4. The method of claim 3,
The fluid inlet pipe,
a second inlet pipe connected to the heat exchanger;
further comprising,
The fluid flowing in from the second inlet pipe is characterized in that the amount introduced into the circulation tank through the control valve by a set amount,
chiller system.
상기 릴리프밸브는,
상기 온도센서와 상기 펌프 사이에 구비되고 설정된 압력 이상의 유체를 순환탱크로 배출시키는 것을 특징으로하는,
칠러시스템.
4. The method of claim 3,
The relief valve is
It is provided between the temperature sensor and the pump, characterized in that the fluid above a set pressure is discharged to the circulation tank,
chiller system.
상기 유체순환부는,
상기 순환탱크 내부의 유체 온도를 제어하는 히터;
상기 펌프의 전단에 구비되어 유체를 필터링하는 필터; 및
상기 순환탱크로 유체를 보충하는 하부탱크;
를 더 포함하는,
칠러시스템.
3. The method of claim 2,
The fluid circulation unit,
a heater for controlling the temperature of the fluid inside the circulation tank;
a filter provided at the front end of the pump to filter the fluid; and
a lower tank for replenishing the fluid into the circulation tank;
further comprising,
chiller system.
상기 순환탱크는,
외부로부터 유체가 공급되는 유체리필관; 및
상기 순환탱크 내부 유체의 수위를 조정하는 수위조절관;
을 더 포함하고,
상기 수위조절관으로 유입된 유체는 상기 하부탱크로 향하는 것을 특징으로 하는,
칠러시스템.
7. The method of claim 6,
The circulation tank is
a fluid refill pipe to which a fluid is supplied from the outside; and
a water level control pipe for adjusting the level of the fluid inside the circulation tank;
further comprising,
The fluid introduced into the water level control pipe is characterized in that it is directed to the lower tank,
chiller system.
상기 펌프는,
복수 개로 구비되는 헬리코기어 간의 상호 회전을 통해 야기되는 흡입력으로 유체의 흐름을 발생시키며, 상기 복수 개의 헬리코기어 중 적어도 하나는, 모터와 회전 중심축을 공유하도록 커플링 연결되는 것을 특징으로 하는,
칠러시스템.
3. The method of claim 2,
The pump is
A fluid flow is generated by a suction force caused by mutual rotation between a plurality of helico gears, wherein at least one of the plurality of helico gears is coupled and connected to share a central axis of rotation with a motor,
chiller system.
상기 컨트롤밸브는,
동작을 제어하는 솔레노이드밸브;
상기 솔레노이드밸브의 제어 동작에 기초한 실린더의 수직 운동을 허용하는 수용공간을 포함하는 상측바디부; 및
상기 실린더의 일단에 연결되어 유체를 토출하기 위한 통로를 형성하는 하측바디부;
를 포함하는,
칠러시스템.
3. The method of claim 2,
The control valve is
a solenoid valve that controls the operation;
an upper body portion including an accommodating space allowing vertical movement of the cylinder based on the control operation of the solenoid valve; and
a lower body part connected to one end of the cylinder to form a passage for discharging the fluid;
containing,
chiller system.
상기 유체순환부는 복수 개로 구비되고, 각각의 유체순환부로부터 토출되는 유체는 상기 열교환기 내에 구비된 냉매관과 동시에 열교환하는 것을 특징으로 하는,
칠러시스템.
The method of claim 1,
The fluid circulation part is provided in plurality, characterized in that the fluid discharged from each fluid circulation part exchanges heat with the refrigerant pipe provided in the heat exchanger at the same time,
chiller system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210044322A KR102385310B1 (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Chiller system |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210044322A KR102385310B1 (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Chiller system |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102385310B1 true KR102385310B1 (en) | 2022-04-12 |
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ID=81187880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210044322A KR102385310B1 (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Chiller system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102637296B1 (en) * | 2023-07-25 | 2024-02-16 | 주식회사 차고엔지니어링 | Chiller system using clean dry air |
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2021
- 2021-04-05 KR KR1020210044322A patent/KR102385310B1/en active IP Right Grant
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