KR102548912B1 - Cooling System and Control Method thereof - Google Patents

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KR102548912B1 KR1020210121974A KR20210121974A KR102548912B1 KR 102548912 B1 KR102548912 B1 KR 102548912B1 KR 1020210121974 A KR1020210121974 A KR 1020210121974A KR 20210121974 A KR20210121974 A KR 20210121974A KR 102548912 B1 KR102548912 B1 KR 102548912B1
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Abstract

본 발명의 냉방 시스템은, 냉동기와, 실내 공간에 마련되고 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수 또는 외부로부터 공급되는 열원수가 선택적으로 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제1 열교환기와, 실내 공간에서 제1 열교환기와 별도로 마련되고 외부로부터 공급되는 열원수가 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제2 열교환기와, 외부로부터 열원수가 급수되어 통과하는 열원수 급수 배관과, 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 냉동기의 응축기를 거쳐 열원수 급수 배관으로 연결되는 제1 열원수 순환 배관과, 냉동기의 증발기와 제1 열교환기와의 사이에서 냉각수가 순환하도록 하는 냉각수 순환 배관과, 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 제2 열교환기를 거쳐 열원수 급수 배관으로 연결되는 제2 열원수 순환 배관과, 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 냉각수 순환 배관에서의 제1 열교환기의 입구와 증발기의 출구와의 사이의 일지점 A에 연결되는 제1 연결 배관과, 냉각수 순환 배관에서의 제1 열교환기의 출구와 증발기의 입구와의 사이의 일지점 B로부터 분기되어 제2 열원수 순환 배관에서의 제2 열교환기의 출구측의 일지점 C에 연결되는 제2 연결 배관을 구비한다.The cooling system of the present invention includes a refrigerator, a first heat exchanger provided in an indoor space and cooling the ventilation by exchanging heat with ventilation from the indoor space while selectively passing cooling water passing through the evaporator of the refrigerator or heat source water supplied from the outside, A second heat exchanger provided separately from the first heat exchanger in the indoor space and cooling the ventilation by exchanging heat with ventilation from the indoor space while heat source water supplied from the outside passes through, a heat source water supply pipe through which heat source water is supplied from the outside, and a heat source A first heat source water circulation pipe branching from the water supply pipe and connected to the heat source water supply pipe through the condenser of the refrigerator, a cooling water circulation pipe for circulating cooling water between the evaporator of the refrigerator and the first heat exchanger, and heat source water supply Between the second heat source water circulation pipe branched from the pipe and connected to the heat source water supply pipe through the second heat exchanger, and the inlet of the first heat exchanger and the outlet of the evaporator in the cooling water circulation pipe branched from the heat source water supply pipe The second heat exchanger in the second heat source water circulation pipe branched from a point B between the first connection pipe connected to one point A and the outlet of the first heat exchanger in the cooling water circulation pipe and the inlet of the evaporator. A second connection pipe connected to one point C on the outlet side is provided.

Figure R1020210121974
Figure R1020210121974

Description

냉방 시스템 및 냉방 시스템의 제어 방법{Cooling System and Control Method thereof}Cooling system and control method of cooling system

본 발명은 인터넷 데이터 센터와 같이 사계절 내내 발열을 하는 전자 기기 등을 수용되어 있는 실내 공간을 냉방하기 위한 냉방 시스템 및 냉방 시스템의 제어 방법에 관한 것으로, 외부로부터 공급되는 급수의 온도가 설정 온도보다 낮은 경우, 급수를 이용하여 냉방 및 제습을 행하도록 하는 것에 의해서 에너지를 절감할 수 있는 냉방 시스템 및 냉방 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system and a method for controlling the cooling system for cooling an indoor space containing electronic devices that generate heat all year round, such as an Internet data center, and a method for controlling the cooling system, wherein the temperature of water supplied from the outside is lower than a set temperature. In this case, it relates to a cooling system capable of saving energy by cooling and dehumidifying using water supply and a control method of the cooling system.

에너지를 절약하기 위해서 실내 공간의 설정 온도보다 낮은 온도의 외기를 이용하여 실내 공간을 냉방시키는 것에 대해서는 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 구체적으로는 특허 문헌 1에서는 냉매 순환 장치와 냉각수 순환 장치를 구비하고 냉각수 순환 장치의 냉각수 순환 경로를 외기 온도에 따라서 선택적으로 바꿀 수 있도록 하여, 외기의 온도가 설정 온도보다 높은 하절기에는 냉매 순환장치를 이용한 강제 냉방을 행하고, 외기의 온도가 설정 온도보다 낮은 동절기에는 냉매 순환 장치를 사용하지 않고 냉각수 순환 장치를 사용하여 자연 냉방(free cooling)을 행하는 냉방 시스템에 대해서 개시하고 있다.Patent Document 1 discloses cooling an indoor space by using outdoor air having a temperature lower than a set temperature of the indoor space in order to save energy. Specifically, in Patent Document 1, a refrigerant circulation device and a cooling water circulation device are provided, and the cooling water circulation path of the cooling water circulation device is selectively changed according to the outside air temperature. Disclosed is a cooling system in which forced cooling is performed and free cooling is performed using a cooling water circulating device without using a refrigerant circulating device during the winter season when the temperature of outside air is lower than a set temperature.

특허 문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0060850호Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 10-2006-0060850

하지만 특허 문헌 1에 개시된 종래의 냉방 시스템은 외기(외부의 열원)의 온도가 실내 공간을 냉방하기에 충분히 낮지 않은 경우(특히 동절기나 간절기 등의 경우에), 강제 냉방을 하게 되면 냉동 시스템을 가동과 정지를 반복하는 단속적인 운전이 이루어지게 되어 오히려 에너지가 소비되는 문제점이 있다.However, in the conventional cooling system disclosed in Patent Document 1, when the temperature of the outside air (external heat source) is not low enough to cool the indoor space (especially in the case of winter or interseason), when forced cooling is performed, the refrigeration system is operated There is a problem in that energy is consumed rather because intermittent operation that repeats stop and stop is performed.

본 발명은 이러한 종래의 냉방 시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내 공간을 냉방하기에 충분히 낮지 않은 경우 외부의 열원의 온도에 대응하여 자연 냉방과 강제 냉방을 병행하여 행할 수 있도록 하는 것에 의해서 에너지를 절약할 수 있는 냉방 시스템 및 냉방 시스템의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the conventional cooling system, and when it is not low enough to cool the indoor space, energy is saved by allowing natural cooling and forced cooling to be performed in parallel in response to the temperature of an external heat source. It is an object of the present invention to provide a cooling system that can save money and a method for controlling the cooling system.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따르는 냉방 시스템은, 압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 구비하고 이 순서로 냉매가 순환하는 냉동기와, 실내 공간에 마련되고 상기 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수 또는 외부로부터 공급되는 열원수가 선택적으로 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제1 열교환기와, 상기 실내 공간에서 상기 제1 열교환기와 별도로 마련되고 외부로부터 공급되는 열원수가 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제2 열교환기와, 외부로부터 열원수가 급수되어 통과하는 열원수 급수 배관과, 상기 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 상기 냉동기의 상기 응축기를 거쳐 상기 열원수 급수 배관으로 연결되는 제1 열원수 순환 배관과, 상기 냉동기의 상기 증발기와 상기 제1 열교환기와의 사이에서 냉각수가 순환하도록 하는 냉각수 순환 배관과, 상기 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 상기 제2 열교환기를 거쳐 상기 열원수 급수 배관으로 연결되는 제2 열원수 순환 배관과, 상기 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환 배관에서의 상기 제1 열교환기의 입구와 상기 증발기의 출구와의 사이의 일지점 A에 연결되는 제1 연결 배관과, 상기 냉각수 순환 배관에서의 상기 제1 열교환기의 출구와 상기 증발기의 입구와의 사이의 일지점 B로부터 분기되어 상기 제2 열원수 순환 배관에서의 상기 제2 열교환기의 출구측의 일지점 C에 연결되는 제2 연결 배관을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a cooling system according to the present invention is provided with a refrigerator having a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator, in which a refrigerant circulates in this order, and a cooling water or external cooling system provided in an indoor space and passing through the evaporator of the refrigerator. A first heat exchanger that cools the ventilation by exchanging heat with ventilation from the indoor space while selectively passing heat source water supplied from the indoor space; A second heat exchanger that cools the ventilation by exchanging heat with ventilation, a heat source water supply pipe through which heat source water is supplied from the outside, and a heat source water supply pipe branched from the heat source water supply pipe and connected to the heat source water supply pipe through the condenser of the refrigerator A first heat source water circulation pipe, a cooling water circulation pipe through which cooling water circulates between the evaporator of the refrigerator and the first heat exchanger, and a heat source water supply pipe branched from the heat source water supply pipe to supply the heat source water through the second heat exchanger. A second heat source water circulation pipe connected to a pipe, and a first branched from the heat source water supply pipe and connected to a point A between the inlet of the first heat exchanger and the outlet of the evaporator in the cooling water circulation pipe. The outlet side of the second heat exchanger in the second heat source water circulation pipe is branched from a point B between the connection pipe and the outlet of the first heat exchanger in the cooling water circulation pipe and the inlet of the evaporator. It is characterized by having a second connection pipe connected to one point C.

또한 본 발명에 따르는 냉방 시스템의 제어 방법은, 압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 구비하고 이 순서로 냉매가 순환하는 냉동기와, 실내 공간에 마련되고 상기 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수 또는 외부로부터 공급되는 열원수가 선택적으로 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제1 열교환기와, 상기 실내 공간에서 상기 제1 열교환기와 별도로 마련되고 외부로부터 공급되는 열원수가 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제2 열교환기를 구비하는 냉방 시스템의 제어 방법으로서, 외부로부터 공급되는 상기 열원수의 온도가 상기 실내 공간으로부터 나오는 환기의 온도 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에서 상기 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수와 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 강제 냉방을 행하고, 상기 열원수의 온도가 상기 환기 온도보다 작고 또한 미리 설정된 모드 변환 온도 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에서 상기 냉동기의 상기 증발기를 통과하는 냉각수와 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 강제 냉방과, 상기 제2 열교환기에서 상기 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방을 함께 행하며, 상기 열원수 온도가 상기 모드 변환 온도보다 작은 경우, 상기 제1 열교환기에서 상기 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방과, 상기 제2 열교환기에서 상기 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방을 함께 행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method for controlling a cooling system according to the present invention includes a refrigerator having a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator, in which a refrigerant circulates in this order, and cooling water provided in an indoor space and passing through the evaporator of the refrigerator or supplied from the outside. A first heat exchanger that cools the ventilation by exchanging heat with ventilation from the indoor space while selectively passing through the heat source water supplied from the outside and provided separately from the first heat exchanger in the indoor space and passing heat source water supplied from the outside to cool the ventilation from the indoor space As a control method of a cooling system having a second heat exchanger for cooling ventilation by exchanging heat, when the temperature of the heat source water supplied from the outside is equal to or higher than the temperature of the ventilation coming out of the indoor space, the evaporator of the refrigerator in the first heat exchanger Forced cooling is performed by exchanging heat with cooling water passing through and ventilation from the indoor space to cool the ventilation, and when the temperature of the heat source water is lower than the ventilation temperature and higher than a preset mode conversion temperature, the refrigerator is cooled by the first heat exchanger. Forced cooling to cool the ventilation by exchanging heat with the cooling water passing through the evaporator and ventilation from the indoor space, and natural cooling to cool the ventilation by exchanging heat with the heat source water from the indoor space in the second heat exchanger, , When the temperature of the heat source water is lower than the mode conversion temperature, natural cooling in which the heat source water exchanges heat with ventilation from the indoor space in the first heat exchanger to cool the ventilation, and in the second heat exchanger, the heat source water in the indoor space It is characterized in that natural cooling is performed together by exchanging heat with ventilation from the ventilation to cool the ventilation.

이러한 구성을 가지는 본 발명에 따르는 냉방 시스템 및 냉방 시스템의 제어 방법은, 열원수 온도가 환기의 온도 이하여서 열원수에 의한 냉방을 행할 수 있으나, 실내 공간의 온도를 설정 온도까지 낮추기에 충분하지 않은 경우, 즉 열원수의 온도가 환기의 온도보다 작고 또한 미리 설정된 모드 변환 온도 이상인 경우, 제1 열교환기에서 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수와 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 강제 냉방과, 제2 열교환기에서 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방을 함께 행하는 하이브리드 냉방을 행하도록 함으로써 냉동기의 가동율을 줄일 수 있고, 이로 인해서 에너지를 절감할 수 있다. In the cooling system and the control method of the cooling system according to the present invention having such a configuration, the temperature of the heat source water is lower than the temperature of the ventilation, so that cooling can be performed by the heat source water, but it is not sufficient to lower the temperature of the indoor space to the set temperature. In this case, that is, when the temperature of the heat source water is lower than the temperature of the ventilation and is higher than the preset mode conversion temperature, the first heat exchanger cools the ventilation by exchanging heat with the cooling water passing through the evaporator of the refrigerator and the ventilation from the indoor space. , In the second heat exchanger, the operation rate of the refrigerator can be reduced by performing hybrid cooling in which the heat source water exchanges heat with ventilation from the indoor space to cool the ventilation, thereby performing natural cooling together, thereby reducing energy consumption.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따르는 냉방 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 제1 열교환기를 통한 강제 냉방을 행하는 경우의 냉방 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에서 제1 열교환기를 통한 강제 냉방과 제2 열교환기를 통한 자연 냉방을 함께 행하는 하이브리드 냉방을 행하는 경우의 냉방 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에서 제1 열교환기를 통한 자연 냉방과 제2 열교환기를 통한 자연 냉방을 함께 행하는 경우의 냉방 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에서의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a diagram schematically illustrating a cooling system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a cooling system in the case of performing forced cooling through a first heat exchanger in the embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a cooling system in the case of performing hybrid cooling in which forced cooling through a first heat exchanger and natural cooling through a second heat exchanger are performed together in the embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a cooling system in the case of performing both natural cooling through the first heat exchanger and natural cooling through the second heat exchanger in the embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing a control method in an embodiment of the present invention.

이한 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따르는 냉방 시스템 및 냉방 시스템의 제어 방법에 대해서 구체적으로 설명한다. 설명의 편의상 구성을 실제와 다르게 개략적으로 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 반복적인 설명을 생략한다.With reference to the accompanying drawings, a cooling system and a control method of the cooling system according to an embodiment of the present invention will be described in detail. For convenience of description, configurations are schematically shown differently from actual ones, and the same components are given the same reference numerals and repetitive descriptions are omitted.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따르는 냉방 시스템(10)은 냉동기(100)와, 실내 공간(20)으로부터 나오는 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220)를 구비한다. 제1 열교환기(210)에서는 후술하는 강제 냉방 및 자연 냉방을 선택적으로 행하는 것에 의해서 환기를 냉각시키고, 제2 열교환기(220)에서는 자연 냉방을 행하는 것에 의해서 환기를 냉각시킨다. 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220)는, 환기가 제2 열교환기(220)를 거친 후에 제1 열교환기(210)를 거치도록 배치되어 있다.Referring to FIG. 1 , a cooling system 10 according to an embodiment of the present invention includes a refrigerator 100 and a first heat exchanger 210 that cools the ventilation by exchanging heat with ventilation from an indoor space 20, and a second A heat exchanger 220 is provided. In the first heat exchanger 210, the ventilation is cooled by selectively performing forced cooling and natural cooling described later, and in the second heat exchanger 220, the ventilation is cooled by performing natural cooling. The first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220 are arranged such that ventilation passes through the first heat exchanger 210 after passing through the second heat exchanger 220 .

실내 공간(20)은, 내부에 구비되는 부하(21, 전자 기기 등의 발열체 등)로부터 발생되는 열에 의해서 온도가 높아진 공기가 환기로서 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220)를 거친 후 다시 실내 공간(20)으로 들어가는 것에 의해서 미리 설정된 소정의 설정 온도 Tset으로 유지된다.In the indoor space 20, the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220 are ventilated by air whose temperature has been increased by heat generated from loads (21, heating elements such as electronic devices, etc.) provided therein. After being rough, by entering the indoor space 20 again, the predetermined set temperature T set is maintained.

냉동기(100)는 냉매를 압축하는 압축기(110), 압축기(110)에 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(120), 응축기(120)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창 장치(130) 및 팽창 장치(130)에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(140)를 구비하고 있다. 냉동기(100)에서는 냉매 배관(150)에 의해서 압축기(110), 응축기(120), 팽창 장치(130) 및 증발기(140)가 서로 연결되어 있으며, 이 순서로 냉매가 순환하게 된다.The refrigerator 100 includes a compressor 110 that compresses the refrigerant, a condenser 120 that condenses the refrigerant compressed in the compressor 110, an expansion device 130 that expands the refrigerant condensed in the condenser 120, and an expansion device ( 130) is provided with an evaporator 140 for evaporating the expanded refrigerant. In the refrigerator 100, a compressor 110, a condenser 120, an expansion device 130, and an evaporator 140 are connected to each other by a refrigerant pipe 150, and the refrigerant circulates in this order.

본 실시 형태의 냉방 시스템(10)에는 외부로터 열원수가 급수되어 통과되는 열원수 급수 배관(310)이 마련되어 있으며, 열원수 급수 배관(310)을 흐르는 열원수는, 냉방 모드에 따라서 냉동기(100)의 응축기(120), 제1 열교환기(210), 제2 열교환기(130) 중 적어도 하나를 거친 후 외부로 배수된다. The cooling system 10 of the present embodiment is provided with a heat source water supply pipe 310 through which heat source water is supplied from an external rotor, and the heat source water flowing through the heat source water supply pipe 310 is supplied to the refrigerator 100 according to the cooling mode. After passing through at least one of the condenser 120, the first heat exchanger 210, and the second heat exchanger 130, it is drained to the outside.

여기서 열원수는 지하수, 하천수, 바닷물 등 일정 온도를 가지는 액체일 수 있다. 또한 열원수 급수 배관(310)에는 펌프(311)가 마련되고, 펌프(311)에 의해서 외부로부터 열원수가 급수된다.Here, the heat source water may be a liquid having a certain temperature, such as groundwater, river water, or seawater. In addition, a pump 311 is provided in the heat source water supply pipe 310, and heat source water is supplied from the outside by the pump 311.

본 실시 형태의 냉방 시스템(10)에는 외부로부터 급수되는 열원수를 냉동기(100)의 응축기(120)를 순환시키기 위해서 제1 열원수 순환 배관(320)이 마련되어 있다. 제1 열원수 순환 배관(320)은 열원수 급수 배관(310)으로부터 분기되어 냉동기(100)의 응축기(120)를 거쳐 다시 열원수 급수 배관(310)으로 연결된다. 제1 열원수 순환 배관(320)을 흐르는 열원수는 냉동기(100)가 가동되는 후술하는 강제 냉방시에 응축기(120)에서 냉매 순환 배관(150)을 흐르는 냉매와 열교환하여 냉매를 응축시킨다. 응축기(120)를 통과한 열원수는 다시 열원수 급수 배관(310)으로 흘러 외부로 배수된다. In the cooling system 10 of the present embodiment, a first heat source water circulation pipe 320 is provided to circulate heat source water supplied from the outside through the condenser 120 of the refrigerator 100 . The first heat source water circulation pipe 320 is branched off from the heat source water supply pipe 310 and connected to the heat source water supply pipe 310 again via the condenser 120 of the refrigerator 100 . The heat source water flowing through the first heat source water circulation pipe 320 exchanges heat with the refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 150 in the condenser 120 to condense the refrigerant when the refrigerator 100 is operated and forced cooling described later. The heat source water passing through the condenser 120 flows back to the heat source water supply pipe 310 and is drained to the outside.

제1 열원수 순환 배관(320)에는 제1 열원수 순환 배관(320)을 개폐하기 위한 제1 밸브(321)가 마련되어 있다. 제1 밸브(321)를 개폐시키는 것에 의해서 열원수를 제1 열원수 순환 배관(320)으로 선택적으로 흐르게 한다. A first valve 321 for opening and closing the first heat source water circulation pipe 320 is provided in the first heat source water circulation pipe 320 . By opening and closing the first valve 321, the heat source water is selectively flowed into the first heat source water circulation pipe 320.

또한 냉방 시스템(10)에는 냉동기(100)의 증발기(140)와 제1 열교환기(210)와의 사이에서 냉각수가 순환하도록 하는 냉각수 순환 배관(330)이 마련되어 있다. 냉각수 순환 배관(330)을 흐르는 냉각수는 후술하는 강제 냉방시 증발기(140)를 거치면서 증발기(140)에서 냉매 순환 배관(150)을 흐르는 냉매와 열교환하여 냉매를 증발시킨다. 이러한 과정에서 냉각수는 냉각되고, 냉각된 냉각수는 냉각수 순환 배관(330)을 흘러 제1 열교환기(210)를 통과한다. 제1 열교환기(210)에서는 실내 공간(20)으로부터 나온 환기가 통과하면서 저온의 냉각수에 의해서 냉각된다. 냉각된 환기는 다시 실내 공간(20)으로 들어가 실내 공간(20)에 대해서 냉방을 행한다.In addition, a cooling water circulation pipe 330 is provided in the cooling system 10 to circulate cooling water between the evaporator 140 of the refrigerator 100 and the first heat exchanger 210 . The cooling water flowing through the cooling water circulation pipe 330 evaporates the refrigerant by exchanging heat with the refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 150 in the evaporator 140 while passing through the evaporator 140 during forced cooling, which will be described later. In this process, the cooling water is cooled, and the cooled cooling water flows through the cooling water circulation pipe 330 and passes through the first heat exchanger 210 . In the first heat exchanger 210, ventilation from the indoor space 20 passes through and is cooled by low-temperature cooling water. The cooled ventilation enters the indoor space 20 again and cools the indoor space 20 .

냉각수 순환 배관(330)을 흐르는 냉각수는 앞서 설명한 열원수와 동일한 액체일 수 있다. 그리고 냉각수 순환 배관(330)에는 냉각수를 순환시키기 위한 도시하지 않은 펌프가 마련되어 있고 또한, 냉각수 순환 배관(330)을 개폐하는 제2 밸브(331)가 마련되어 있다. 제2 밸브(331)를 개폐시키는 것에 의해서 냉각수 순환 배관(330)으로 냉각수를 선택적으로 흐르게 한다. The cooling water flowing through the cooling water circulation pipe 330 may be the same liquid as the previously described heat source water. A pump (not shown) for circulating the cooling water is provided in the cooling water circulation pipe 330 , and a second valve 331 for opening and closing the cooling water circulation pipe 330 is provided. By opening and closing the second valve 331, the cooling water selectively flows through the cooling water circulation pipe 330.

또한 냉방 시스템(10)에는 외부로부터 급수되는 열원수를 제2 열교환기(220)를 거치도록 하는 제2 열원수 순환 배관(340)이 마련되어 있다. 구체적으로 제2 열원수 순환 배관(340)은 열원수 급수 배관(310)으로부터 분기되어 제2 열교환기(220)를 거친 후 다시 열원수 급수 배관(310)으로 연결된다. 후술하는 자연 냉방시 제2 열원수 순환 배관(340)을 흐르는 저온의 열원수가 제2 열교환기(220)를 통과하면서 실내 공간(20)으로부터 나온 환기와 열교환하는 것에 의해서 환기를 냉각시킬 수 있다.In addition, the cooling system 10 is provided with a second heat source water circulation pipe 340 that allows heat source water supplied from the outside to pass through the second heat exchanger 220 . Specifically, the second heat source water circulation pipe 340 is branched from the heat source water supply pipe 310, passes through the second heat exchanger 220, and then is connected to the heat source water supply pipe 310 again. During natural cooling, which will be described later, the low-temperature heat source water flowing through the second heat source water circulation pipe 340 passes through the second heat exchanger 220 and exchanges heat with the ventilation from the indoor space 20 to cool the ventilation.

제2 열원수 순환 배관(340)에는 제2 열원수 순환 배관(340)을 개폐하는 제3 밸브(341)가 마련되어 있다. 제3 밸브(341)를 개폐시키는 것에 의해서 열원수를 제2 열원수 순환 배관(340)으로 선택적으로 흐르게 한다.A third valve 341 that opens and closes the second heat source water circulation pipe 340 is provided in the second heat source water circulation pipe 340 . By opening and closing the third valve 341, the heat source water is selectively flowed into the second heat source water circulation pipe 340.

본 실시 형태에 따르는 냉방 시스템(10)에는, 열원수 급수 배관(310)으로부터 분기되어 냉각수 순환 배관(330)에서의 제1 열교환기(210)의 입구와 증발기(140)의 출구와의 사이의 일지점 A에 연결되는 제1 연결 배관(350)이 마련되어 있다. 그리고 냉각수 순환 배관(330)에서의 제1 열교환기(210)의 출구와 증발기(140)의 입구와의 사이의 일지점 B으로부터 분기되어 제2 열원수 순환 배관(340)에서의 제2 열교환기(220)의 출구측의 일지점 C에 연결되는 제2 연결 배관(360)을 구비한다.In the cooling system 10 according to the present embodiment, there is a gap between the inlet of the first heat exchanger 210 and the outlet of the evaporator 140 in the cooling water circulation pipe 330 branched from the heat source water supply pipe 310. A first connection pipe 350 connected to one point A is provided. And the second heat exchanger in the second heat source water circulation pipe 340 is branched from a point B between the outlet of the first heat exchanger 210 in the cooling water circulation pipe 330 and the inlet of the evaporator 140. A second connection pipe 360 connected to one point C on the outlet side of 220 is provided.

또한 제1 연결 배관(350) 및 제2 연결 배관(360) 각각에는 제1 연결 배관(350) 및 제2 연결 배관(360)을 개폐하는 제4 밸브(351) 및 제5 밸브(361)가 마련되어 있다. 제4 밸브(351) 및 제5 밸브(361)를 개폐시키는 것에 의해서 제1 연결 배관(350) 및 제2 연결 배관(360) 각각으로 열원수를 선택적으로 흐르게 한다.In addition, in each of the first connection pipe 350 and the second connection pipe 360, a fourth valve 351 and a fifth valve 361 for opening and closing the first connection pipe 350 and the second connection pipe 360 are provided. It is provided. By opening and closing the fourth valve 351 and the fifth valve 361, the heat source water is selectively flowed to each of the first connection pipe 350 and the second connection pipe 360.

이러한 제1 연결 배관(350)과 제2 연결 배관(360)을 구비하는 것에 의해서, 외부로부터 급수되는 열원수 및 냉각수 순환 배관(330)을 흐르는 냉각수를 선택적으로 제1 열교환기(210)로 흐르게 할 수 있다. 그 결과 본 실시 형태의 냉방 시스템(10)에서는 제1 열교환기(210)에서 열원수와의 열교환을 통해서 환기를 냉각시키는 자연 냉방과 냉각수와의 열교환을 통해서 환기를 냉각시키는 강제 냉방을 선택적으로 행할 수 있다.By having the first connection pipe 350 and the second connection pipe 360, the heat source water supplied from the outside and the cooling water flowing through the cooling water circulation pipe 330 are selectively flowed to the first heat exchanger 210. can do. As a result, in the cooling system 10 of the present embodiment, natural cooling in which ventilation is cooled through heat exchange with heat source water in the first heat exchanger 210 and forced cooling in which ventilation is cooled through heat exchange with cooling water are selectively performed. can

또한 본 실시 형태에서의 제2 열원수 순환 배관(340)에는 제2 열교환기(220)의 입구측의 일지점 D로부터 분기되고 제2 열교환기(220)의 출구측의 일지점 E에 연결되어, 제2 열교환기(220)로 흐르는 열원수를 바이패스시키는 바이패스 배관(370)이 마련되어 있다. 그리고 바이패스 배관(370)에는 바이패스 배관(370)을 개폐하는 제6 밸브(371)가 마련되어 있다. 따라서 제6 밸브(317)의 개도를 조절하는 것에 의해서 제2 열교환기(220)로 흐르는 열원수의 양을 조절할 수 있다. In addition, the second heat source water circulation pipe 340 in this embodiment is branched from a point D on the inlet side of the second heat exchanger 220 and connected to a point E on the outlet side of the second heat exchanger 220. , A bypass pipe 370 for bypassing the heat source water flowing into the second heat exchanger 220 is provided. A sixth valve 371 for opening and closing the bypass pipe 370 is provided in the bypass pipe 370 . Therefore, the amount of heat source water flowing into the second heat exchanger 220 can be adjusted by adjusting the opening of the sixth valve 317 .

또한 제2 열교환기(220)의 입구 및 출구에는 제2 열교환기(220)로 유입되고 제2 열교환기(220)로부터 유출되는 열원수의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(421) 및 온도 센서(422)가 마련되어 있다. 외기의 온도가 낮은 상태에서 자연 냉방을 행하는 경우 온도 센서(421) 및 온도 센서(422)에 의해서 측정된 제2 열교환기(220) 입출구의 온도차가 크게 되면, 열원수를 공급하는 펌프(311)에 대해서 단속 운전이 빈번하게 행하여지게 된다. 이 경우 제6 밸브(317)의 개도를 조정하여 제2 열교환기(220)로 유입되는 열원수의 양을 감소시키면 펌프(311)의 단속 운전의 빈도를 줄일 수 있다. 그 결과 자연 냉방시 원활한 운전이 가능하고 펌프(311)의 단속 운전으로 인한 에너지를 절감할 수 있다. In addition, at the inlet and outlet of the second heat exchanger 220, a temperature sensor 421 and a temperature sensor ( 422) is provided. When the temperature difference between the inlet and outlet of the second heat exchanger 220 measured by the temperature sensor 421 and the temperature sensor 422 is large when natural cooling is performed in a state where the temperature of the outside air is low, the pump 311 for supplying the heat source water Intermittent driving is frequently performed for In this case, by adjusting the opening of the sixth valve 317 to reduce the amount of heat source water flowing into the second heat exchanger 220, the frequency of intermittent operation of the pump 311 can be reduced. As a result, smooth operation during natural cooling is possible and energy due to intermittent operation of the pump 311 can be saved.

본 실시 형태의 냉방 시스템(10)에서는 실내 공간(20)으로부터 나오는 환기의 온도 및 습도를 측정하기 위해서 실내 공간(20)의 출구측에 온도 센서(411) 및 습도 센서(412)가 마련되어 있다. 이들 온도 센서(411) 및 습도 센서(412)에서 측정된 환기의 온도 및 습도에 따라서 후술하는 강제 냉방, 자연 냉방, 하이브리드 냉방 등의 냉방 모드를 전환하도록 한다.In the cooling system 10 of this embodiment, a temperature sensor 411 and a humidity sensor 412 are provided on the outlet side of the indoor space 20 in order to measure the temperature and humidity of the ventilation coming out of the indoor space 20 . Depending on the temperature and humidity of the ventilation measured by the temperature sensor 411 and the humidity sensor 412, a cooling mode such as forced cooling, natural cooling, or hybrid cooling, which will be described later, is switched.

이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 실시 형태의 냉방 시스템(10)의 제어 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, the control method of the air conditioning system 10 of this embodiment is demonstrated with reference to FIGS. 2-5.

도 5에 도시된 것과 같이 온도 센서(411)에서 측정된 환기의 온도 Treturn이 미리 설정된 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset보다 큰 경우(S100에서 YES인 경우), 실내 공간(20)에 대해서 냉방을 행하게 된다. 그리고 온도 센서(411)에서 측정된 환기의 온도 Treturn이 미리 설정된 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset 이하인 경우(S100에서 NO인 경우)에는, 냉동기(100)가 가동 중인 경우 오프로 하여 가동을 정지한다(S500).As shown in FIG. 5, when the ventilation temperature T return measured by the temperature sensor 411 is greater than the set temperature T set of the preset indoor space 20 (YES in S100), the indoor space 20 cooling will be performed for And when the ventilation temperature T return measured by the temperature sensor 411 is equal to or less than the set temperature T set of the preset indoor space 20 (NO in S100), if the refrigerator 100 is in operation, turn it off and operate Stop (S500).

S100에서 YES인 경우, 냉방은 외부로부터 급수되는 열원수 온도 Tsource에 따라서 자연 냉방, 강제 냉방, 자연 냉방과 강제 냉방이 함께 행하여지는 하이브리드 냉방 중 하나의 모드를 행하게 된다. 먼저 여름철 등과 같이 열원수 온도 Tsource가 환기의 온도 Treturn보다 큰 경우(S200에서 YES인 경우)에는, 냉동기(100)를 가동하여 제1 열교환기(210)를 통해서 강제 냉방이 이루어지도록 하고 제2 열교환기(220)에는 열원수가 흐르지 않도록 한다. 구체적으로 제1 밸브(321) 및 제2 밸브(331)를 개방하고, 제3 밸브(341), 제4 밸브(351) 및 제5 밸브(361)를 폐쇄한다(S210). 이후 냉동기(100)를 온시켜 가동하는 것(S220)에 의해서 제1 열교환기(210)를 통해서 강제 냉방을 행한다.If YES in S100, cooling is performed in one of natural cooling, forced cooling, and hybrid cooling in which both natural and forced cooling are performed according to the temperature T source of the heat source water supplied from the outside. First, when the heat source water temperature T source is greater than the ventilation temperature T return (YES in S200), such as in summer, the refrigerator 100 is operated so that forced cooling is performed through the first heat exchanger 210, and 2 Prevent the heat source water from flowing into the heat exchanger 220. Specifically, the first valve 321 and the second valve 331 are opened, and the third valve 341, the fourth valve 351 and the fifth valve 361 are closed (S210). Thereafter, forced cooling is performed through the first heat exchanger 210 by turning on and operating the refrigerator 100 (S220).

제1 열교환기(210)를 통한 강제 냉방에서는 도 2에 도시된 것과 같이 냉동기(100)가 가동되어 압축기(110), 응축기(120), 팽창 장치(130) 및 증발기(140)를 냉매가 순환하며, 제1 열원수 순환 배관(320)을 통해서 열원수가 공급되고, 냉각수 순환 배관(330)에서 냉각수가 순환된다(S200). 외부로부터 제1 열원수 순환 배관(320)을 통해서 공급되는 열원수는 압축기(110)에서 압축된 고온의 응축기(120)에서 냉매와 열교환하여 냉매를 응축시키며, 응축기(120)에서 응축되고 팽창 장치(130)에서 팽창된 저온의 냉매는 증발기(140)에서 증발되면서 냉각수 순환 배관(330)을 흐르는 냉각수를 냉각시킨다. 냉각수 순환 배관(330)에서 증발기(140)를 통과하면선 냉각된 저온의 냉각수는 제1 열교환기(210)를 통과하면서 실내 공간(20)으로부터 나온 환기와 열교환한다. 이러한 과정에서 환기는 냉각이 되고 다시 실내 공간(20)으로 들어가 실내 공간(20)에 대해서 냉방을 행한다.In forced cooling through the first heat exchanger 210, as shown in FIG. And, the heat source water is supplied through the first heat source water circulation pipe 320, and the cooling water is circulated in the cooling water circulation pipe 330 (S200). The heat source water supplied from the outside through the first heat source water circulation pipe 320 exchanges heat with the refrigerant in the high-temperature condenser 120 compressed in the compressor 110 to condense the refrigerant, and is condensed in the condenser 120 and expanded by an expansion device. The low-temperature refrigerant expanded in 130 is evaporated in the evaporator 140 and cools the cooling water flowing through the cooling water circulation pipe 330 . The low-temperature cooling water cooled while passing through the evaporator 140 in the cooling water circulation pipe 330 exchanges heat with ventilation from the indoor space 20 while passing through the first heat exchanger 210 . In this process, the ventilation is cooled and enters the indoor space 20 again to cool the indoor space 20 .

이러한 제1 열교환기(210)에서의 환기와의 열교환을 통한 강제 냉방은 환기의 온도 Treturn이 미리 설정된 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset보다 작거나 같게 될 때까지(S100에서 NO의 경우일 때까지) 반복하게 된다.Forced cooling through heat exchange with ventilation in the first heat exchanger 210 is performed until the temperature T return of the ventilation becomes less than or equal to the set temperature T set of the preset indoor space 20 (in the case of NO in S100). until) is repeated.

다음으로 간절기 등과 같이 열원수 온도 Tsource가 환기의 온도 Treturn 이하여서 열원수에 의한 냉방을 행할 수 있으나, 실내 공간(20)의 온도를 설정 온도 Tset까지 낮추기에 충분하지 않은 경우에 대해서 설명한다. Next, a description will be given of the case where the heat source water temperature T source is less than the ventilation temperature T return such as in the interseason, so that cooling by the heat source water can be performed, but it is not sufficient to lower the temperature of the indoor space 20 to the set temperature T set . do.

도 5에서와 같이 열원수의 온도 Tsource가 환기의 온도 Treturn 이하인 경우(S200에서 NO인 경우)에, 열원수의 온도 Tsource와 미리 설정되어 있는 모드 변환 온도 Tmode와 대비한다(S300). 여기서 모드 변환 온도 Tmode는 임의로 설정될 수 있으며, 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset와 동일하거나 약간 높게 설정되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 5, when the temperature T source of the heat source water is equal to or less than the temperature T return of the ventilation (NO in S200), the temperature T source of the heat source water and the preset mode conversion temperature T mode are compared (S300) . Here, the mode conversion temperature T mode may be arbitrarily set, and is preferably set equal to or slightly higher than the set temperature T set of the indoor space 20 .

S300에서 열원수의 온도 Tsource가 모드 변환 온도 Tmode보다 큰 경우(즉, S200에서 NO이고 S300에서 YES인 경우), 습도 센서(412)에 의해서 측정된 환기의 습도 RH가 미리 설정된 설정 습도 RHset와 대비한다(S310). 습도 센서(412)에 의해서 측정된 환기의 습도 RH가 미리 설정된 설정 습도 RHset보다 작은 경우(S310에서 YES인 경우)에는 제1 밸브(321), 제2 밸브(331) 및 제3 밸브(341)를 개방하고, 제4 밸브(351) 및 제5 밸브(361)를 폐쇄한다(S330). 이후 냉동기(100)를 온시켜 가동한다(S360). If the temperature T source of the heat source water in S300 is greater than the mode conversion temperature T mode (ie, NO in S200 and YES in S300), the humidity RH of the ventilation measured by the humidity sensor 412 is a preset set humidity RH Contrast with set (S310). When the humidity RH of the ventilation measured by the humidity sensor 412 is smaller than the preset set humidity RH set (YES in S310), the first valve 321, the second valve 331 and the third valve 341 ) is opened, and the fourth valve 351 and the fifth valve 361 are closed (S330). Then, the refrigerator 100 is turned on and operated (S360).

이로 인해서 본 실시 형태의 냉동 시스템에서는 제2 열교환기(220)에서는 자연 냉방이 행하여지며, 제1 열교환기(210)를 통해서는 강제 냉방이 행하여진다. 즉, 자연 냉방과 강제 냉방이 함께 행하여지는 하이브리드 냉방이 이루어진다.For this reason, in the refrigeration system of this embodiment, natural cooling is performed in the second heat exchanger 220, and forced cooling is performed through the first heat exchanger 210. That is, hybrid cooling is performed in which natural cooling and forced cooling are performed together.

구체적으로 하이브리드 냉방에서는 도 3에 도시된 것과 같이 냉동기(100)가 가동되어 제1 열교환기(210)를 통해서 강제 냉방이 행하여지며, 이는 앞서 설명한 도 2에서의 강제 냉방과 동일하다. 이와 함께 제2 열교환기(220)에는 제2 열원수 순환 배관(340)을 통해서 외부로부터 열원수가 공급된다. 이때 열원수 온도 Tsource가 환기의 온도 Treturn이하이기 때문에 제2 열교환기(220)에서 열원수와 환기와의 사이에 열교환이 일어나고 이로 인해서 환기가 냉각된다. 제2 열교환기(220)에서 자연 냉방에 의해서 냉각된 환기는 제1 열교환기(210)를 거치면서 강제 냉방에 의해서 냉각된 후 실내 공간(20)으로 유입된다. Specifically, in hybrid cooling, as shown in FIG. 3 , the refrigerator 100 is operated and forced cooling is performed through the first heat exchanger 210 , which is the same as the forced cooling in FIG. 2 described above. In addition, heat source water is supplied to the second heat exchanger 220 from the outside through the second heat source water circulation pipe 340 . At this time, since the heat source water temperature T source is equal to or less than the ventilation temperature T return , heat exchange occurs between the heat source water and the ventilation in the second heat exchanger 220 , thereby cooling the ventilation. Ventilation cooled by natural cooling in the second heat exchanger 220 is cooled by forced cooling while passing through the first heat exchanger 210 and then introduced into the indoor space 20 .

이러한 제2 열교환기(220)에서의 환기와의 열교환을 통한 자연 냉방과 제1 열교환기(210)에서의 환기와의 열교환을 통한 강제 냉방을 함께 행하는 하이브리드 냉방은 환기의 온도 Treturn이 미리 설정된 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset 이하가 될 때(S100에서 NO)까지 반복하게 된다.In hybrid cooling, which performs both natural cooling through heat exchange with ventilation in the second heat exchanger 220 and forced cooling through heat exchange with ventilation in the first heat exchanger 210, the ventilation temperature T return is set in advance. This is repeated until the set temperature of the indoor space 20 is equal to or less than T set (NO in S100).

한편 하이브리드 냉방을 행하기에 앞서, 환기의 온도 Treturn과 미리 설정된 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset를 대비하고(S320), 만약 환기의 온도 Treturn이 미리 설정된 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset 이하인 경우(S320에서 NO)인 경우에는, 냉동기(100)를 오프로 하여(S350), 제1 열교환기(210)에서의 강제 냉방을 정지하고, 제2 열교환기(220)에서만 자연 냉방을 행하도록 한다. 이때 제1 밸브(321), 제2 밸브(331), 제4 밸브(351) 및 제5 밸브(361)를 폐쇄하고, 및 제3 밸브(341)만을 개방한다(S360). On the other hand, prior to hybrid cooling, the ventilation temperature T return and the preset indoor space 20 set temperature T set are compared (S320), and if the ventilation temperature T return is the preset indoor space 20 setting When the temperature is less than T set (NO in S320), the refrigerator 100 is turned off (S350), forced cooling in the first heat exchanger 210 is stopped, and natural cooling is performed only in the second heat exchanger 220. to do cooling. At this time, the first valve 321, the second valve 331, the fourth valve 351 and the fifth valve 361 are closed, and only the third valve 341 is opened (S360).

또한 S310에서 습도 센서(412)에 의해서 측정된 환기의 습도 RH가 미리 설정된 설정 습도 RHset 이상인(S310에서 NO)인 경우에는, 냉동기(100)를 온으로 하여(S340), 제1 열교환기(210)에서의 강제 냉방을 행하도록 하여 냉방 및 제습을 행하도록 한다. In addition, when the ventilation humidity RH measured by the humidity sensor 412 in S310 is equal to or greater than the preset set humidity RH set (NO in S310), the refrigerator 100 is turned on (S340), and the first heat exchanger ( 210) to perform forced cooling to perform cooling and dehumidification.

다음으로, 동절기 등과 같이 열원수 온도 Tsource가 모드 변환 온도 Tmode와 대비하여 충분히 작아서 열원수에 의한 냉방에 의해서 실내 공간(20)의 온도를 설정 온도 Tset까지 낮출 수 있는 경우에 대해서 설명한다. 먼저, 도 5에서 열원수의 온도 Tsource가 모드 변환 온도 Tmode 이하인 경우(S300에서 NO이고 S400에서 YES인 경우)이고, 습도 센서(412)에 의해서 측정된 습도 RH가 미리 설정된 설정 습도 RHset 이상 인 경우(S410에서 NO인 경우)에는, 제1 밸브(321) 내지 제3 밸브(341)를 개방하고, 제4 밸브(351) 및 제5 밸브(361)를 폐쇄하고(S330), 냉동기(100)를 온으로 하여(S340)으로 하여 앞서 설명한 하이브리드 냉방을 행하는 것에 의해서 실내 공간(20) 내에 대해서 강제 냉방에 의해서 냉방 및 제습을 행한다. Next, a case in which the temperature of the indoor space 20 can be lowered to the set temperature T set by cooling with the heat source water when the heat source water temperature T source is sufficiently small compared to the mode conversion temperature T mode , such as in winter, will be described. . First, in FIG. 5, when the temperature T source of the heat source water is less than the mode conversion temperature T mode (NO in S300 and YES in S400), the humidity RH measured by the humidity sensor 412 is a preset humidity RH set In the case of abnormality (NO in S410), the first valve 321 to the third valve 341 are opened, the fourth valve 351 and the fifth valve 361 are closed (S330), and the refrigerator By turning on 100 (S340) and performing the hybrid cooling described above, the inside of the indoor space 20 is cooled and dehumidified by forced cooling.

이후 측정된 습도 RH가 미리 설정된 설정 습도 RHset 보다 작은 경우(S410에서 YES인 경우)에는, 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220) 모두를 통해서 자연 냉방이 행하여지도록 한다. 구체적으로 제1 밸브(321) 및 제2 밸브(331)를 폐쇄하고, 제3 밸브(341), 제4 밸브(351) 및 제5 밸브(361)를 개방한다(S420). 이 경우 냉동기(100)는 동작을 정지시킨다(S430)Then, when the measured humidity RH is smaller than the preset set humidity RH set (YES in S410), natural cooling is performed through both the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220. Specifically, the first valve 321 and the second valve 331 are closed, and the third valve 341, the fourth valve 351 and the fifth valve 361 are opened (S420). In this case, the freezer 100 stops its operation (S430).

구체적으로 도 4에 도시된 것과 같이 제2 열교환기(220)로는 제2 열원수 순환 배관(340)을 통해서 외부로부터 열원수가 공급된다. 또한 열원수는 제1 연결 배관(350)을 통해서 급수되어 냉각수 순환 배관(330)을 거쳐 제1 열교환기(210)로 공급되고, 제1 열교환기(210)를 나온 후에 냉각수 순환 배관(330) 및 제2 연결 배관(360)을 거쳐 제2 열원수 순환 배관(340)을 흐르는 열원수와 합류되어 외부로 배수된다. 이때 열원수 온도 Tsource가 환기의 온도 Treturn이하이기 때문에 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220)에서 열원수와 환기와의 사이에 열교환이 일어나고 이로 인해서 환기가 냉각되어 실내 공간(20)으로 유입된다.Specifically, as shown in FIG. 4 , heat source water is supplied from the outside to the second heat exchanger 220 through the second heat source water circulation pipe 340 . In addition, the heat source water is supplied through the first connection pipe 350 and supplied to the first heat exchanger 210 through the cooling water circulation pipe 330, and after exiting the first heat exchanger 210, the cooling water circulation pipe 330 And the heat source water flowing through the second heat source water circulation pipe 340 through the second connection pipe 360 joins and is drained to the outside. At this time, since the heat source water temperature T source is less than or equal to the ventilation temperature T return , heat exchange occurs between the heat source water and the ventilation in the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220, thereby cooling the ventilation, thereby reducing the indoor space It flows into (20).

이러한 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220)에서의 환기와의 열교환을 통한 자연 냉방은 환기의 온도 Treturn이 미리 설정된 실내 공간(20)의 설정 온도 Tset보다 작거나 같게 될 때(S100에서 NO)까지 반복하게 된다.In natural cooling through heat exchange with ventilation in the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220, the temperature T return of the ventilation is less than or equal to the preset temperature T set of the indoor space 20 set in advance. It is repeated until the time (S100 to NO).

한편, 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220)를 통한 자연 냉방에서, 열원수 온도 Tsource가 실내 공간(20)을 설정 온도 Tset로 냉각시키기에 충분히 낮은 온도인 경우, 열원수를 공급하는 펌프(311)에서 단속 운전이 빈번하게 이루어진다. 이 경우 펌프(311)의 단속 운전으로 인한 에너지를 절감하기 위해서 본 실시 형태에서는 제2 열교환기(200)의 입구 및 출구의 온도차가 미리 설정된 설정 온도차보다 큰 경우(S440에서 YES인 경우), 제6 밸브(371)의 개도를 조절하여 제2 열교환기(220)로 유입되는 열원수를 바이패스시킨다(S450). 이 경우 제2 열교환기(220)로 유입되는 열원수의 유량이 감소하여 제2 열교환기(220)에서의 자연 냉방에 의한 환기의 냉각이 적게 일어나게 된다. 따라서 펌프(311)의 단순 운전의 회수를 줄일 수 있으며, 그 결과 에너지를 절감할 수 있다. Meanwhile, in natural cooling through the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220, when the heat source water temperature T source is sufficiently low to cool the indoor space 20 to the set temperature T set , the heat source Intermittent operation is frequently performed in the pump 311 supplying water. In this case, in order to save energy due to intermittent operation of the pump 311, in this embodiment, when the temperature difference between the inlet and outlet of the second heat exchanger 200 is greater than the preset temperature difference (if YES in S440), the first 6 By adjusting the opening of the valve 371, the heat source water flowing into the second heat exchanger 220 is bypassed (S450). In this case, since the flow rate of the heat source water flowing into the second heat exchanger 220 is reduced, cooling of ventilation by natural cooling in the second heat exchanger 220 occurs less. Therefore, the number of simple operations of the pump 311 can be reduced, and as a result, energy can be saved.

이상 설명한 것과 같이, 본 발명의 실시 형태에 따르는 냉방 시스템 및 그 제어 방법은, 간절기 등과 같이 열원수 온도가 환기의 온도 이하여서 열원수에 의한 냉방을 행할 수 있으나, 실내 공간(20)의 온도를 설정 온도 Tset까지 낮추기에 충분하지 않은 경우, 즉 열원수의 온도가 환기의 온도보다 작고 또한 미리 설정된 모드 변환 온도 Tmode 이상인 경우, 제1 열교환기(210)에서 냉동기(100)의 증발기(140)를 통과하는 냉각수와 실내 공간(20)으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 강제 냉방과, 제2 열교환기(220)에서 열원수가 실내 공간(20)으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방을 함께 행하는 하이브리드 냉방을 행하도록 함으로써 냉동기(100)의 가동율을 줄일 수 있고, 이로 인해서 에너지를 절감할 수 있다. As described above, the cooling system and the control method according to the embodiment of the present invention can perform cooling by the heat source water when the temperature of the heat source water is lower than the temperature of ventilation, such as between seasons, but the temperature of the indoor space 20 When it is not sufficient to lower the set temperature T set , that is, when the temperature of the heat source water is lower than the temperature of the ventilation and is higher than the preset mode conversion temperature T mode , the evaporator 140 of the refrigerator 100 in the first heat exchanger 210 ) Cooling water passing through and heat exchange with ventilation from the indoor space 20 to cool the ventilation, and in the second heat exchanger 220, the heat source water exchanges heat with the ventilation from the indoor space 20 to cool the ventilation By performing hybrid cooling in which natural cooling is performed together, the operation rate of the refrigerator 100 can be reduced, thereby saving energy.

또한 본 발명의 실시 형태에 따르는 냉방 시스템 및 그 제어 방법은, 동절기와 같이 열원수의 온도가 실내 공간(20)의 온도를 설정 온도 Tset까지 낮추기에 충분한 경우에 있어서, 즉 열원수 온도가 모드 변환 온도 Tmode 보다 작은 경우에 있어서, 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220) 모두에서 자연 냉방을 행하기에 앞서, 실내 공간(20)으로부터 나오는 환기의 습도 RH가 미리 설정된 설정 습도 RHset 이상인 경우에는, 제1 열교환기(210)에서는 강제 냉방을 행하고 제2 열교환기(220)에서는 자연 냉방을 행하도록 함으로써 환기에 대해서 냉방 및 제습을 행한다. 따라서 실내 공간(20)의 습도를 미리 설정된 설정 습도 RHset로 조정할 수 있다. In addition, the cooling system and the control method according to the embodiment of the present invention, when the temperature of the heat source water is sufficient to lower the temperature of the indoor space 20 to the set temperature T set , such as in winter, that is, the temperature of the heat source water In the case where the conversion temperature is smaller than T mode , prior to performing natural cooling in both the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220, the humidity RH of the ventilation coming from the indoor space 20 is set in advance When the humidity is equal to or higher than RH set , the first heat exchanger 210 performs forced cooling and the second heat exchanger 220 performs natural cooling, thereby cooling and dehumidifying the ventilation. Therefore, it is possible to adjust the humidity of the indoor space 20 to a preset set humidity RH set .

또한 본 발명의 실시 형태에 따르는 냉방 시스템 및 그 제어 방법은, 동절기와 같이 열원수의 온도가 실내 공간(20)의 온도를 설정 온도 Tset까지 낮추기에 충분한 경우에 있어서, 즉 열원수 온도가 모드 변환 온도 Tmode 보다 작은 경우에 있어서, 제1 열교환기(210) 및 제2 열교환기(220) 모두에서 자연 냉방을 행하면서, 제2 열교환기(200)의 입구 및 출구의 온도차가 미리 설정된 설정 온도차보다 큰 경우, 제2 열교환기(220)로 유입되는 열원수를 바이패스시키는 것에 의해서 펌프(311)의 단속 운전의 회수를 줄여 에너지를 절감할 수 있다. In addition, the cooling system and the control method according to the embodiment of the present invention, when the temperature of the heat source water is sufficient to lower the temperature of the indoor space 20 to the set temperature T set , such as in winter, that is, the temperature of the heat source water In the case where the conversion temperature is smaller than T mode , the temperature difference between the inlet and outlet of the second heat exchanger 200 is set in advance while performing natural cooling in both the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220. When the temperature difference is greater than the temperature difference, it is possible to save energy by reducing the number of intermittent operations of the pump 311 by bypassing the heat source water flowing into the second heat exchanger 220 .

이상 설명한 본 발명의 실시 형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화한 예시에 불과한 것으로, 본 발명은 위에서 설명한 실시 형태에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 기술 사상의 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.The embodiments of the present invention described above are only examples embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments described above and may be variously changed within the scope of the technical idea described in the claims.

10 : 냉방 시스템 20 : 실내 공간
100 : 냉동기 210 : 제1 열교환기
220 : 제2 열교환기 310 : 열원수 급수 배관
320 : 제1 열원수 순환 배관 330 : 냉각수 순환 배관
340 : 제2 열원수 순환 배관 350 : 제1 연결 배관
360 : 제2 연결 배관 370 : 바이패스 배관10: cooling system 20: indoor space
100: refrigerator 210: first heat exchanger
220: second heat exchanger 310: heat source water supply pipe
320: first heat source water circulation pipe 330: cooling water circulation pipe
340: second heat source water circulation pipe 350: first connection pipe
360: second connection pipe 370: bypass pipe

Claims (7)

압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 구비하고 이 순서로 냉매가 순환하는 냉동기와,
실내 공간에 마련되고 상기 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수 또는 외부로부터 공급되는 열원수가 선택적으로 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제1 열교환기와,
상기 실내 공간에서 상기 제1 열교환기와 별도로 마련되고 외부로부터 공급되는 열원수가 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제2 열교환기와,
외부로부터 열원수가 급수되어 통과하는 열원수 급수 배관과,
상기 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 상기 냉동기의 상기 응축기를 거쳐 상기 열원수 급수 배관으로 연결되는 제1 열원수 순환 배관과,
상기 냉동기의 상기 증발기와 상기 제1 열교환기와의 사이에서 냉각수가 순환하도록 하는 냉각수 순환 배관과,
상기 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 상기 제2 열교환기를 거쳐 상기 열원수 급수 배관으로 연결되는 제2 열원수 순환 배관과,
상기 열원수 급수 배관으로부터 분기되어 상기 냉각수 순환 배관에서의 상기 제1 열교환기의 입구와 상기 증발기의 출구와의 사이의 일지점 A에 연결되는 제1 연결 배관과,
상기 냉각수 순환 배관에서의 상기 제1 열교환기의 출구와 상기 증발기의 입구와의 사이의 일지점 B로부터 분기되어 상기 제2 열원수 순환 배관에서의 상기 제2 열교환기의 출구측의 일지점 C에 연결되는 제2 연결 배관을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.A refrigerator having a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator, in which a refrigerant circulates in this order;
A first heat exchanger provided in the indoor space and cooling the ventilation by exchanging heat with the ventilation from the indoor space while selectively passing the cooling water passing through the evaporator of the refrigerator or the heat source supplied from the outside;
A second heat exchanger provided separately from the first heat exchanger in the indoor space and cooling the ventilation by exchanging heat with ventilation from the indoor space while passing heat source water supplied from the outside;
A heat source water supply pipe through which heat source water is supplied from the outside;
A first heat source water circulation pipe branched from the heat source water supply pipe and connected to the heat source water supply pipe through the condenser of the refrigerator;
A cooling water circulation pipe for circulating cooling water between the evaporator of the refrigerator and the first heat exchanger;
A second heat source water circulation pipe branched from the heat source water supply pipe and connected to the heat source water supply pipe via the second heat exchanger;
A first connection pipe branched from the heat source water supply pipe and connected to a point A between the inlet of the first heat exchanger and the outlet of the evaporator in the cooling water circulation pipe;
It is branched from a point B between the outlet of the first heat exchanger in the cooling water circulation pipe and the inlet of the evaporator, and is branched off to a point C on the outlet side of the second heat exchanger in the second heat source water circulation pipe. A cooling system comprising a second connection pipe connected thereto. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 열원수 순환 배관을 개폐하는 제1 밸브, 상기 냉각수 순환 배관을 개폐하는 제2 밸브, 상기 제2 열원수 순환 배관을 개폐하는 제3 밸브, 상기 제1 연결 배관을 개폐하는 제4 밸브, 상기 제2 연결 배관을 개폐하는 제5 밸브를 구비하며,
외부로부터 공급되는 열원수의 온도가 상기 실내 공간으로부터 나오는 환기의 온도 이상인 경우, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 개방하고, 상기 제3 밸브 내지 상기 제5 밸브를 폐쇄하며,
상기 열원수의 온도가 상기 환기의 온도보다 작고 또한 미리 설정된 모드 변환 온도 이상인 경우, 상기 제1 밸브 내지 상기 제3 밸브를 개방하고, 상기 제4 밸브 및 상기 제5 밸브를 폐쇄하며,
상기 열원수 온도가 상기 모드 변환 온도보다 작은 경우, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 밸브 내지 제5 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.The method of claim 1,
A first valve opening and closing the first heat source water circulation pipe, a second valve opening and closing the cooling water circulation pipe, a third valve opening and closing the second heat source water circulation pipe, and a fourth valve opening and closing the first connection pipe. , A fifth valve for opening and closing the second connection pipe,
When the temperature of the heat source water supplied from the outside is equal to or higher than the temperature of the ventilation from the indoor space, the first valve and the second valve are opened, and the third to fifth valves are closed;
When the temperature of the heat source water is less than the temperature of the ventilation and is equal to or greater than a preset mode conversion temperature, the first to the third valves are opened, and the fourth valve and the fifth valve are closed;
The cooling system characterized in that, when the heat source water temperature is lower than the mode conversion temperature, the first valve and the second valve are closed, and the third to fifth valves are opened. 청구항 2에 있어서,
상기 열원수 온도가 상기 모드 변환 온도보다 작은 경우에 있어서, 상기 실내 공간으로부터 나오는 환기의 습도가 미리 설정된 설정 습도 이상인 경우에는, 상기 제1 밸브 내지 상기 제3 밸브를 개방하고, 상기 제4 밸브 및 제5 밸브를 폐쇄하고, 상기 냉동기를 가동시켜 상기 실내 공간에 대해서 제습을 행하는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.The method of claim 2,
When the temperature of the heat source water is lower than the mode conversion temperature, when the humidity of the ventilation from the indoor space is equal to or greater than a preset set humidity, the first to third valves are opened, and the fourth valve and A cooling system characterized by closing a fifth valve and operating the refrigerator to dehumidify the indoor space. 청구항 2에 있어서,
상기 제2 열원수 순환 배관은, 상기 제2 열교환기로 흐르는 열원수를 바이패스시키는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관을 개폐하는 제6 밸브를 구비하고,
상기 열원수 온도가 상기 모드 변환 온도보다 작은 경우에 있어서, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 밸브 내지 제5 밸브를 개방한 상태에서, 상기 제2 열교환기의 입구 및 출구에서의 상기 열원수의 온도차가 미리 설정된 온도차보다 큰 경우에는 상기 제6 밸브를 개방하여 상기 제2 열교환기로 흐르는 열원수의 일부를 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.The method of claim 2,
The second heat source water circulation pipe includes a bypass pipe for bypassing the heat source water flowing into the second heat exchanger and a sixth valve for opening and closing the bypass pipe,
When the heat source water temperature is lower than the mode conversion temperature, in a state in which the first valve and the second valve are closed and the third to fifth valves are open, the inlet and When the temperature difference of the heat source water at the outlet is greater than the preset temperature difference, the sixth valve is opened to bypass a part of the heat source water flowing to the second heat exchanger. 압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 구비하고 이 순서로 냉매가 순환하는 냉동기와, 실내 공간에 마련되고 상기 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수 또는 외부로부터 공급되는 열원수가 선택적으로 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제1 열교환기와, 상기 실내 공간에서 상기 제1 열교환기와 별도로 마련되고 외부로부터 공급되는 열원수가 통과하면서 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 제2 열교환기를 구비하는 냉방 시스템의 제어 방법으로서,
외부로부터 공급되는 상기 열원수의 온도가 상기 실내 공간으로부터 나오는 환기의 온도 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에서 상기 냉동기의 증발기를 통과하는 냉각수와 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 강제 냉방을 행하고,
상기 열원수의 온도가 상기 환기 온도보다 작고 또한 미리 설정된 모드 변환 온도 이상인 경우, 상기 제1 열교환기에서 상기 냉동기의 상기 증발기를 통과하는 냉각수와 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 강제 냉방과, 상기 제2 열교환기에서 상기 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방을 함께 행하며,
상기 열원수 온도가 상기 모드 변환 온도보다 작은 경우, 상기 제1 열교환기에서 상기 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방과, 상기 제2 열교환기에서 상기 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방을 함께 행하는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템의 제어 방법. A refrigerator equipped with a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator, in which the refrigerant circulates in this order, provided in the indoor space and cooling water passing through the evaporator of the refrigerator or heat source supplied from the outside selectively passes therethrough and ventilates from the indoor space A first heat exchanger that cools the ventilation by exchanging heat with the first heat exchanger and a second heat exchanger provided separately from the first heat exchanger in the indoor space and cooling the ventilation by exchanging heat with the ventilation from the indoor space while the heat source supplied from the outside passes through As a control method of the cooling system,
When the temperature of the heat source water supplied from the outside is equal to or higher than the temperature of the ventilation from the indoor space, the first heat exchanger cools the ventilation by exchanging heat with the cooling water passing through the evaporator of the refrigerator and the ventilation from the indoor space. do,
When the temperature of the heat source water is lower than the ventilation temperature and higher than a preset mode conversion temperature, the first heat exchanger cools the ventilation by exchanging heat with the cooling water passing through the evaporator of the refrigerator and the ventilation from the indoor space. And, in the second heat exchanger, the heat source water exchanges heat with ventilation from the indoor space to perform natural cooling to cool the ventilation,
When the temperature of the heat source water is lower than the mode conversion temperature, natural cooling in which the heat source water exchanges heat with ventilation coming out of the indoor space in the first heat exchanger to cool the ventilation, and in the second heat exchanger, the heat source water flows from the indoor space A control method of a cooling system characterized by performing natural cooling in which the ventilation is cooled by exchanging heat with the outgoing ventilation. 청구항 5에 있어서,
상기 열원수 온도가 상기 모드 변환 온도보다 작은 경우에 있어서, 상기 실내 공간으로부터 나오는 환기의 습도가 미리 설정된 설정 습도 이상인 경우에는, 상기 제1 열교환기에서 상기 냉동기의 상기 증발기를 통과하는 냉각수와 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 강제 냉방과, 상기 제2 열교환기에서 상기 열원수가 실내 공간으로부터 나온 환기와 열교환하여 환기를 냉각시키는 자연 냉방을 함께 행하는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템의 제어 방법.The method of claim 5,
When the temperature of the heat source water is lower than the mode conversion temperature, when the humidity of the ventilation from the indoor space is equal to or higher than a preset humidity, the cooling water passing through the evaporator of the refrigerator in the first heat exchanger and the indoor space Forced cooling in which the ventilation is cooled by exchanging heat with the ventilation from the air conditioning system, and natural cooling in which the heat source water exchanges heat with the ventilation from the indoor space to cool the ventilation in the second heat exchanger. 청구항 5에 있어서,
상기 열원수 온도가 상기 모드 변환 온도보다 작은 경우에 있어서, 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기에서 함께 자연 냉방을 행하는 상태에서, 상기 제2 열교환기의 입구 및 출구에서의 상기 열원수의 온도차가 미리 설정된 온도차보다 큰 경우, 상기 제2 열교환기로 유입되는 열원수의 일부를 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템의 제어 방법.The method of claim 5,
In the case where the heat source water temperature is lower than the mode change temperature, the first heat exchanger and the second heat exchanger both perform natural cooling, and the heat source water at the inlet and outlet of the second heat exchanger When the temperature difference is greater than the preset temperature difference, the control method of the cooling system, characterized in that by-passing a part of the heat source water flowing into the second heat exchanger.
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