KR20010051921A - 냉각 건조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 회로(3)의 증발기(2)를 제1 부분으로 갖는 열 교환기(1)를 구비하는 냉각 건조 장치에 관한 것으로서, 상기 냉각 회로(3)는, 바이패스 폐쇄 요소(18)와 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 갖춘 바이패스에 의해서 건너 넘게 되고 또한 전기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기(5)를 추가로 구비한다. 열 교환기(1)의 제2 부분(1A)은 가스용 도관(9)의 일부로 구성되고, 열 교환기(1)의 출구에 있어서는 액체 분리기(11)가 배치된다. 본 발명의 장치는 모터(4)의 속도를 조절하는 수단(15)을 구비하는데, 제어 장치(16)는 측정 수단(22, 22A)에 의해 측정된 값의 함수로서 상기 수단(15)을 제어한다.

Description

냉각 건조 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR COOL-DRYING}

본 발명은 냉각 회로의 증발기를 제1 부분으로 갖는 열 교환기를 구비하는 냉각 건조(cool-drying) 장치에 관한 것으로서, 냉각 회로는 또한 전기 모터에 의해 구동되는 압축기와, 응축기와, 응축기의 출구와 증발기의 입구 사이에 있는 팽창 수단과, 상기 모터를 제어하는 제어 장치와, 제어 장치에 연결된 측정 수단을 구비하는데, 압축기는 바이패스(bypass) 폐쇄 요소와 개방/폐쇄형 폐쇄 요소를 갖춘 바이패스에 의해서 건너 넘게(bridged-over) 되며, 열 교환기의 제2 부분은 가스(gas)용 도관의 일부로 구성되고, 상기 열 교환기의 출구에 있어서는 액체 분리기가 상기 도관 내에 배치된다.

상기 장치들은 특히 압축 공기를 건조하는데 사용된다.

대부분의 경우에 있어서, 압축기에 의해 운반된 압축 공기는 수증기로 포화되어 있거나, 달리 말해서, 100%의 상대 습도를 갖는다. 이것은, 온도가 최소로 하강해도 응축이 일어나리란 것을 의미한다. 응축수(凝縮水)로 인해서, 도관 내에는 부식이 발생할 것이고, 장치들은 시기 상조의 마모나 파손을 나타낼 것이다.

따라서, 압축 공기는 건조되어지는데, 이것은 냉각 건조에 의해서 전술한 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 압축 공기가 아닌 다른 공기나 다른 가스들도 이러한 방식으로 건조될 수 있다.

냉각 건조는 온도를 낮춤으로써 공기나 가스로부터 습기가 응축한다는 원리에 기초한 것으로서, 습기가 응축된 후 응축수는 액체 분리기에서 분리되고, 그 다음 공기나 가스는 다시 가열되며, 그 결과, 상기 공기나 가스는 더 이상 포화 상태가 아니다. 냉각 도관에 의해 열이 증발기로부터 제거된다.

동일한 사항이 공기가 아닌 다른 가스에 대해서도 유효하고, 후술하는 바에 있어서 공기에 대해 언급될 때마다 공기가 아닌 다른 가스에 대해서도 동일한 사항이 유효한 것이다.

실제로, 참고 조건들에 대한 이슬점(dew point)과 대응하는 최저 공기 온도가 어떤 것이지를 결정하는 ISO 표준이 있다.

최저 공기 온도가 0℃보다 낮아져서 얼어붙은 습기 때문에 증발기가 동결되는 것을 막기 위해서는, 증발기 온도가 0℃보다 높은 것이 필요 조건이다.

이 조건을 충족시키기 위해서, 증발기의 입구에 증발기 온도를 측정할 수 있는 측정 수단이 구비될 수 있는 한편, 제어 장치가 일정 주파수로 구동되는 압축기 모터를 상기 온도의 함수로서 단속적으로(on and off) 작동할 수 있다. 이 증발기 온도가 너무 낮으면, 상기 모터가 정지된다. 그 뒤, 증발기 압력이 너무 높으면, 팽창 밸브가 여전히 열려있기 때문에 모터가 다시 시동된다.

그러나, 부하가 작으면 압축기가 계속해서 단속적으로 작동하는 한편, 증발기 압력과 이슬점도 매우 강하게 변화한다는 사실을 고려하면, 그와 같은 조절은 매우 불리한 것이다. 더욱이, 응축 건조기는 다소간 크게 구성되어야만 한다.

측정 수단은 또한 열 교환기의 제2 부분의 출구에 구비되어 최저 공기 온도(lowest air temperature, LAT)를 측정할 수 있는 한편, 증발기 내의 온도가 0℃ 아래로 떨어지는 경향을 나타내는 경우 제어 장치는 냉각 회로의 압축기의 모터를 정지시킨다.

따라서, 양 종류의 장치에 있어서는, 모터를 단속적으로 작동시키는 방식에 의해서 조절이 이루어지는데, 이와 같은 모터의 단속적인 작동은 특히 부하가 작을 때 자주 발생하고, 이로 인해 압축기의 상당한 마모와 파손이 초래되어 불리하다.

이러한 단점은 전술한 첫 번째 단락에서 기술된 바와 같은 장치에 의해서 피해지는데, 이 장치에서는 압축기가 바이패스에 의해서 건너 넘게 되어 있다.

바이패스를 갖춘 그와 같은 냉각 건조 장치는 DE-A-35.22.974(독일공개공보)에 개시되어 있다.

모터에는 일정한 주파수가 공급되지만, 압력 스위치(switch)로 구성되는 제어 장치에 의해서, 열 교환기와 압축기 사이에서 측정된 냉매의 압력의 함수로서 단속적으로 작동된다.

압축기의 흡입 도관 내의 압력이 예를 들어 -15℃의 냉매 온도에 대응하는 특정 값 아래로 떨어지면, 모터는 정지되고, 그 결과, 흡입 도관에 있어서의 과도한 온도 하강이 피해진다.

장치의 효율을 개선하기 위해서, 압축기는 바이패스에 의해서 건너 넘게 되는데, 이 바이패스에 있어서는 전통적인 바이패스 폐쇄 요소와 별도로, 제어되는 온/오프(on/off) 폐쇄 요소도 배치된다.

바이패스 폐쇄 요소는, 압축기의 입구측에 있어서의 바이패스 내의 압력이 특정의 설정 가능한 값 아래로 떨어지면 밀려져서 개방되고 그 결과 고온 가스가 압축기로부터 흡입되는 방식의 공지된 유형의 것이다.

냉각 회로가 정격(nominal) 작동 조건을 가질 때는 폐쇄 요소가 폐쇄되지만 압축기의 부하가 부분적이고 영(zero)일 때는 이 폐쇄 요소가 개방되도록, 그리고 0.2 bar의 히스테리시스(hysteresis)를 갖는 증발기 압력이 최소로 유지되도록, 또한 냉매의 증발 압력에 결부되는 증발기 하류에 있어서의 증발 온도가 증발기 내에 결빙(結氷)이 이루어지지 않도록 최소한 0℃가 되도록, 상기 폐쇄 요소와, 스프링이 폐쇄 요소를 더 이상 폐쇄하지 않게 되는 설정 압력이 선택된다.

바이패스 폐쇄 요소가 바이패스 내에 배타적으로 존재한다면, 압축기가 최대 부하에서 작동 상태로 있고, 심지어는 부하가 영일 때도 작동 상태로 있는 결과를 낳게 된다. 압축기 모터가 계속적으로 작동한다는 사실을 고려하면, 냉각 회로 내의 고압과 저압이 계속적으로 일정하게 유지되므로, 심지어 부하가 낮거나 영일 때의 에너지 소비가 정격 부하를 가질 때의 에너지 소비와 동일하게 되고, 이것은 비교적 높은 에너지 소비로 귀결된다.

DE-A-35.22.974에 기재되어 있는 바와 같이, 바이패스 도관 내에 개방/폐쇄형 폐쇄 요소를 추가 설치함으로써, 장치의 효율이 개선된다. 이 추가의 개방/폐쇄형 폐쇄 요소는 열 스위치(thermal switch)에 의해서 제어되는데, 이 열 스위치는 열 교환기의 출구에서 가스 도관 내에 배치되어 있는 온도 측정 수단에 의해서 제어된다. 상기 폐쇄 요소는, 열 교환기의 출구에서의 가스 온도가 가스 내의 습기가 얼기 시작하는 온도와 대략 같을 때 그것이 바이패스를 개방하도록 설정된다.

상기 출구에서의 압축 공기의 온도가 예를 들어 1℃보다 높을 때는, 폐쇄 요소가 바이패스를 폐쇄하게 되어 최대 냉각 용량이 증발기에 이르게 되고, 그 결과, 최대 부하의 경우 증발기 내의 증발 온도가 -4에서 -5℃까지 떨어지게 되고, 이에 따라 출구에서의 온도가 떨어질 것이다. 이러한 후자의 온도(출구 온도)가 1℃가 되자마자, 폐쇄 요소는 바이패스를 개방하게 되고, 그 결과, 증발기 내의 증발 온도는 예를 들어 1.5℃까지 상승하게 되고 그리고 증발기 상에 얼어붙은 습기는 다시 증발된다. 증발기 하류의 압축 공기 온도는 다시 상승하고, 예를 들어 2℃에서 폐쇄 요소는 바이패스를 다시 폐쇄하며, 그리고 모터는 열 교환기에 대해 그것의 전체 동력을 적용할 수 있게 된다.

이 실시예에 있어서는, 심지어 냉매의 온도가 일시적으로 빙점 온도 이하로 떨어지더라도 증발기의 동결을 피할 수 있으므로, 응축 건조기가 보다 높은 부하에도 작동 가능하다. 그러나, 모터가 최대 속도에서 계속적으로 구동되므로, 에너지 소비가 비교적 높게 된다.

따라서, 본 발명은, 전술한 단점들과 다른 단점들을 나타내지 않고 그리고 냉각 회로에서의 압력 변동 없이 또한 압축기와 그것의 모터의 커다란 마모나 파손 없이 간단한 방식으로 에너지 절약을 달성할 수 있는 냉각 건조 장치에 그 목적을 둔 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은, 모터의 속도를 조절하는 수단을 구비하는 데 이 조절 수단이 측정 수단에 의해 측정된 값의 함수로서 제어 장치에 의해 제어되는 냉각 건조 장치에 의해서 실현된다.

모터를 단속적으로 작동시키는 대신에, 모터의 속도가 적합하게 맞춰진다. 모터의 회전수를 증가시킴으로써, 보다 큰 질량 유량의 냉매가 펌프 작용(pumping)에 의해 전달될 수 있고, 이에 따라 보다 큰 냉각 용량이 전해진다.

바이패스 폐쇄 요소와 개방/폐쇄형 폐쇄 요소를 갖춘 바이패스를 속도가 제어되는 압축기와 결합함으로써, 모터가 정지되고 다시 시동되는 횟수가 현저히 줄어들 뿐만 아니라, 커다란 에너지 절약이 가능하다. 다른 장점들은 하기에서 설명될 것이다.

전술한 측정 수단은 냉각 회로에 구비될 수 있고 그리고 증발기 온도 혹은 증발 압력을 측정하는 수단이 될 수 있다.

그러나, 상기 측정 수단은 열 교환기의 제2 부분 내에 혹은 그 상류에서 가스용 도관에 구비될 수도 있으며, 그리고 최저 가스 온도(LAT) 측정 수단 혹은 이슬점 측정 수단이 될 수 있다.

바람직하게는, 모터 속도 조절 수단은 주파수 변압기로 구성된다.

본 발명의 특정 형태의 실시예에 있어서, 냉각 건조기는 제어 수단에 연결되는 주위 온도 측정 수단을 구비하는데, 상기 제어 수단은 주위 온도 측정 수단에 의해 측정된 온도의 함수로서 뿐만 아니라 상기 측정 수단에 의해 측정된 값의 함수로서 모터 속도를 조절하게 된다.

본 발명은 또한, 전술한 본 발명에 따른 장치를 흥미로운 방식으로 사용하는 냉각 건조 방법에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 수증기를 함유하는 가스를 냉각 건조하는 방법에 관한 것으로서, 이 가스는 열 교환기의 제2 부분을 통해서 공급되고, 열 교환기의 제1 부분은 냉각 회로의 증발기이다. 냉각 회로는 또한, 바이패스 폐쇄 요소와 제어되는 개방/폐쇄형 폐쇄 요소를 갖춘 바이패스에 의해 건너 넘게되고 또한 전기 모터에 의해 구동되는 압축기와, 응축기와, 응축기의 출구 및 증발기의 입구 사이에 배치된 팽창 수단을 구비하는데, 전술한 냉각 회로는 증발기 내에 결빙이 이루어지지 않는 상태에서 냉각 용량이 적합하게 맞춰지는 방식으로 부하의 함수로서 제어된다. 본 발명은, 상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소가 특정 조건하에서 바이패스를 개방하도록, 그리고 바이패스 폐쇄 요소가 바이패스를 더 이상 폐쇄하지 않음에 따라, 가스 상(相)의 냉매가 압축기의 출구로부터 증발기의 상류 혹은 하류에 있어서의 압축기의 입구 쪽으로 거꾸로 인도되도록, 모터 속도를 조절함으로써 나아가 개방/폐쇄형 폐쇄 요소를 조절함으로써 냉각 회로의 제어가 이루어지는 점에 특징이 있다.

이제부터, 본 발명의 특성을 보다 잘 보여 주기 위한 의도에서, 어떠한 제한적인 성격이 없는 예로서, 본 발명에 따른 냉각 건조 장치 및 방법의 여러 가지 바람직한 형태의 실시예들이 첨부 도면을 참조하여 서술된다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각 건조 장치의 블록도를 나타내는 도면이다.

도 2 내지 4는 도 1과 유사하지만, 본 발명의 3개의 다른 형태의 실시예에 관한 블록도를 나타낸다.

도 1에 개략적으로 도시된 냉각 건조 장치는 본질적으로 열 교환기(1)를 구비하는데, 열 교환기의 제1 부분은 냉각 회로(3)의 증발기(2)로서 구성되고, 냉각 회로 내에는 증발기에 연속하여 전기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기(5)와, 응축기(6) 및 팽창 밸브(7)가 배치된다.

이 냉각 회로(3)는 예를 들어 프레온(Freon) 404a 와 같은 냉매로 충전되는데, 냉매의 유동 방향이 화살표 8로 표시되어 있다.

열 교환기(1)의 제2 부분(1A)은 건조되는 습공기(濕空氣) 용의 도관(9)의 일부로 구성되는데, 습공기의 유동 방향은 화살표 10으로 표시되어 있다.

열 교환기(1)의 다음에는, 즉 그것의 출구에는 액체 분리기(11)가 도관(9)에 배치된다.

가능하게는, 상기 도관(9)은, 열 교환기(1)에 도달하기 전에 사전 냉각기(pre-cooler) 혹은 회복성(recuperative) 열 교환기(12)를 통과하는 부분으로 연장되고, 그리고 차후에, 액체 분리기(11)의 하류에서는, 전술한 연장 부분에 대한 역(逆) 유동 방향으로 회복성 열 교환기(12)를 통해 다시 연장된다.

열 교환기(1)는 액체-공기 열 교환기로서, 공기-공기 열 교환기인 이용가능한 회복성 열 교환기(12)를 갖춘 단일의 구성 유닛(unit)을 구성할 수도 있다.

팽창 밸브(7)는 항온(恒溫, thermostatic) 밸브로서, 그것의 항온 요소는 구리 도체(13)에 의해서 플라스크(flask) 형상의 용기 또는 "벌브(bulb)"(14)에 연결되는데, 이 벌브(14)는 냉각 회로(3)에 있어서 증발기(2)의 출구 쪽에, 그러나 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 압축기(5)의 입구 쪽에 구비되고 동일한 냉매로 충전된다.

그러나, 도면들에 도시되지 않은 변형예에 있어서, 상기 팽창 밸브(7)는 증발기(2)의 단부 또는 그 하류 측에 구비된 온도계에 연결된다.

보다 작은 냉각 건조장치에 있어서는, 밸브(7)가 모세관으로 대체될 수 있다.

압축기(5)는, 예를 들어 나선형(spiral) 압축기와 같이, 동일한 수의 회전에 대해서 실질적으로 동일한 체적 유량을 나르는 체적 압축기이며, 모터(4)는 그 속도가 주파수를 변화시킴으로써 조절될 수 있는 전기 모터이다.

이에 따라, 상기 모터(4)는, 예를 들어 PID 제어 장치와 같은 일체형 제어 장치로 구성되는 제어 장치(16)에 의해 제어되는 주파수 변압기(15)에 연결된다.

예를 들어, 주파수 변압기(15)는 주파수를 0 및 400 Hz 사이에서 조절할 수 있어, 모터(4)의 속도를 조절하기 위한 수단이 된다.

압축기(5)는 그것의 출구를 그것의 입구, 혹은 증발기(2)의 출구에 연결하는 바이패스(bypass, 17) 또는 그것에 상응하는 건너가는(bridging) 요소에 의해서 건너 넘게(bridged-over) 된다.

상기 바이패스(17)에 있어서는, 바이패스(17) 내의 압력이 특정 값 아래로 떨어지자마자 스프링에 의해 밀려져 개방되는 밸브체(valve body)를 갖춘 전통적인 바이패스 폐쇄 요소(18)가 구비된다. 스프링이 밀고 나가게 되는 역압(逆壓, counterpressure)에 의해 밸브체가 개방되고, 이에 따라 전술한 압력이 조절 가능하다.

이 바이패스 폐쇄 요소(18)에 연속해서 그리고 실제적으로는 이 바이패스 폐쇄 요소와 압축기(5)의 출구 사이에 있어서의 바이패스(17)에는, 예를 들어 전자기식 밸브로 구성되는, 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가 추가로 구비된다.

상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 전기 연결부(20)에 의해서 제어 장치(16)에 연결되고 또한 그에 의해서 제어된다.

도 1에 도시된 제1 형태의 실시예에 있어서, 제어 장치(16)는 연결부(21)에 의해서, 증발기(2)의 입구 쪽에 있는, 즉, 증발기(2)와 팽창 밸브(7) 사이에 있는 증발기 온도 측정용 측정 장치(22)에 연결되는데, 이 측정 장치는 예를 들어 냉각 회로(3) 내의 열전대(熱電對, thermo-coupling)가 될 수 있다.

증발기 온도를 측정하는 것이 분명히 바람직하기는 하지만, 변형예에 있어서는, 증발기 온도 측정용 측정 장치(22)가 증발 압력 측정 수단(22A)에 의해서 대체될 수 있다. 증발 압력 측정 수단은, 예를 들어 -1 내지 12 bar 의 압력 범위를 갖춘 증압기(增壓機, pressure transmitter)로서, 증발기(2)의 입구 혹은 출구에 설치되고, 도 1에서 대시(dash) 점선으로 나타내어진 바와 같이 제어 장치에 연결된다.

특정의 냉매에 대해서는, 사실상, 냉매의 증발 온도와 증발 압력 사이의 관계가 존재한다. 온도가 높으면 높을수록, 압력도 높다.

또한, 양 경우에 있어서, 제어 장치(16)는 도관(23)에 의해서 주위 온도 측정 수단(24)과 연결되는데, 이 수단은 예를 들어 온도 센서(sensor)로서, 이러한 주위 온도 값을 특히 전류와 같은 전기 신호로 변환한다.

응축 건조기(condensation-dryer)의 기능은 다음과 같다.

건조될 공기는 도관(9)을 통해, 결과적으로는 교환기(1)를 통해, 냉각 회로(3)의 증발기(2)의 냉매에 대한 역류(逆流)로서 공급된다.

상기 열 교환기(1)에서 습공기가 냉각되고, 그 결과 응축물이 형성되어 액체 분리기(11)에서 분리된다.

상기 액체 분리기(11)의 하류의 냉각된 공기는 보다 적은 습기를 함유하고 있기는 하지만 여전히 상대 습도가 100%로서, 회복성 열 교환기(12)에서 가열되고, 그 결과, 상대 습도가 대략 50%보다 낮아지는데, 건조될 새 공기(fresh air)는 열 교환기(1)로 공급되기 전에 상기 열 교환기(12)에서 이미 부분적으로 냉각된다.

따라서, 재생 열 교환기(12)의 출구에 있는 공기는 열 교환기(1)의 입구에 있는 공기보다 더 건조하다.

증발기(2)의 동결을 방지하기 위해서, 열 교환기(1) 내의 공기는 낮은 주위 온도에서의 LAT보다 아래로 냉각되지는 않으며, LAT는 전형적으로 2 내지 3℃ 사이이다.

주위 온도가 보다 높을 경우, LAT는 보다 높을 수 있고, 주위 온도보다, 예를 들어 20℃ 정도, 상당히 낮은 LAT까지 냉각이 이루어질 수 있다. 그러나, 어떠한 경우에 있어서도, 증발기의 동결의 위험성이 발생할 수 있는, 전형적으로 2 내지 3℃ 사이인, 최저 온도보다 LAT가 낮지는 않다.

LAT가 너무 높을 경우, 냉각이 충분하지 않을 것이므로, 공기를 충분히 건조시키기 위한 충분한 응축 습기가 존재하지 않을 것이다.

상기 LAT는 측정 수단(22)에 의해 측정된 실제 증발기 온도 보다 높은, 예를 들어 2 내지 3℃ 사이의, 여러 가지 온도이다.

전술한 LAT의 조건들은, 제어 장치(16)와 그것에 의해 제어되는 주파수 변압기(15)에 의해서 모터(4)의 속도를 조절함으로써 충족되는데, 한 형태의 실싱예에 있어서는 모터의 속도가 측정 수단(22)에 의해 측정된 증발기 온도의 함수로서 조절되고, 다른 형태의 실시예에 있어서는 모터의 속도가 측정 수단(22A)에 의해 측정된 증발기 압력의 함수로서 조절된다.

냉각 용량은 냉각 회로(3)에서 순환하는 냉매의 질량 유량에 열 교환기(1)의 상류 및 하류의 공기의 엔탈피(enthalpy) 차이를 곱한 것과 같다. 모터(4)의 속도를 증가시킴으로써, 압축기(5)는 보다 많은 질량을 순환시킬 수 있고, 이에 따라 보다 많은 동력(power)이 하나의 그리고 동일한 엔탈피 차이를 가진 채로 전달될 수 있다. 질량 유량은 체적 유량에, 그 자체가 증발기 온도와 과열에 좌우되는 흡입 상태에 있어서의 냉매의 밀도를 곱한 것이다.

제어 장치(16)는 상기 모터의 속도를 적합하게 변화시킴으로써 측정 온도 혹은 압력을 조절하고, 이로써, 상기 온도는 상기 LAT 보다는 낮지만 0℃보다 높은 각기 여러 가지 온도로 된다. 또한, 예를 들어 1℃인, LAT 이하의 여러 가지 온도에 상당하는 증발기 압력이 얻어지는데, 프레온 404a 에 대해서 증발기 압력은 실제적으로 대략 5.2 bar 이다.

이러한 방식으로, 냉각 용량이 부하(load)에 적합하게 된다.

주위 온도가 수단(22)에 의해 측정되므로, 수단(22)에 결합된 제어 장치(16)는 이 온도를 고려할 수 있다.

그 다음, 제어 장치(16)와 그것에 의해 제어되는 주파수 변압기(15)에 의해서 모터(4) 속도가 조절됨으로써, 주위 온도가 낮은 한, 특히 이슬점 차단(dew point interruption)이 20℃로 설정된 경우에 주위 온도가 23℃보다 낮은 한, 전술한 조건이 충족되고, 따라서, 열 교환기(1)의 제2 부분(1A)의 출구에서의 LAT는 대략 3℃이다. 그러나, 주위 온도가 보다 높을 경우, 상기 LAT는 수단(24)에 의해 측정된 주위 온도보다 아래의, 전형적으로 20℃인, 특정 온도로 설정된다.

증발기 온도는 설정 점(set point)을 갖는데, 이것은 제어 장치가 실제로 측정된 증발기 온도가 그 값이 되도록 노력하는 설정 값으로서, 그 값은 소망되는 LAT 아래의 여러 가지 온도이다.

가능하게는, 최대 및 최소 설정 점이 제어 장치(16)에서 결정될 수 있는데, 최소 설정 점은 1℃이다. 제어 장치(16)를 설정할 때, 이 설정 점은, 예를 들어 작동 패널(panel)에 의해서 혹은 유사한 입력 장치에 의해서 조정될 수 있다.

주파수는, 예를 들어 30 및 75 Hz 사이에서 조정된다.

주위 온도가 더 높으면 LAT가 3℃보다 더 높을 수 있고 그 결과 냉각 용량이 감소한다는 사실을 고려해서, 냉각 건조 장치의 최대 부하는 비교적 작으며, 이에 따라 부품들이 덜 비쌀 수 있고 냉매가 절약된다.

응축기(6)에 있어서, 압축으로 인해서 압축기(5)에서 가열된 가스 상의 냉매는 액체 상으로 될 때까지 냉각되며, 열을 소산시키기 위해서 환풍기나 냉각수가 사용될 수 있다.

응축기(6) 내의 압력이 과도하면, 모터(4)는 자동적으로 정지된다.

응축기(6) 이후에, 액체 상의 냉매는 용기 내에 모아지고 그리고/또는 추가의 열 교환기에 의해서 더욱 냉각되는 것이 가능하다.

팽창 밸브(7)에 의해서, 액체 상의 냉매는 증발기 압력까지 팽창되는데, 이것은 물론 온도 감소를 초래한다.

팽창 밸브(7)는 증발기(2) 내에서의 과열을 단지 조절하고 또한 증발기(2)가 항상 최적의 방식으로 운용되도록 하지만, 증발기의 압력이나 온도를 조절하기 위해서 사용될 수는 없다.

항온 팽창 밸브(7)를 적용함으로써, 증발기(2)의 과열 하류가 항상 존재하게 되고, 그 결과, 압축기(5) 내의 냉매의 위험성은 없고, 냉각 회로의 액체 분리기는 불필요한 것이 되며, 냉매의 양은 제한된다.

상기 과열은 증발기(2)의 상류(내부 균등화(egalisation)) 혹은 하류(외부 균등화)에서 측정된 증발기 온도에서 벌브(14)에 의해 측정된 온도를 뺌으로써 측정된다. 상기 차이는 팽창 밸브(7)에 의한 설정 값과 비교되고, 편차가 있는 경우에는 팽창 밸브(7)가 팽창 혹은 폐쇄함으로써 이것을 교정할 것이다.

과열의 정도는 LAT에 영향을 미치지만, 팽창 밸브(7)가 상기 과열을 대략 일정하게 유지하는 것으로 가정될 수 있다.

필요하다면, 이러한 과열의 영향은, 예를 들어 일종의 주-종(主-從, master-slave)식 조절 회로에 의해서 고려될 수 있다. 종속 조절 회로는 전술한 제어 장치(16)를 갖는 조절 장치이고, 주 조절 회로는 실제 LAT의 함수로서 증발기 압력 혹은 온도의 설정 점을 조절할 수 있어야 한다. 이에 따라, 예를 들면, 증발기(2) 이후의 과열이 너무 높아서 LAT가 너무 높은 상태로 남는 경우 설정 점이 감소될 수 있다.

바이패스(17)가 없다면, 지금까지 기술된 조절 회로에 있어서는, 모터(4) 속도와 압축기(5)를 적합하게 맞추는 것이 이슬점의 하강만큼 빠르게 수행되지 않을 수 있으며, 달리 말해서, 속도 조절이 증발기(2)에서의 온도 변화를 따라잡지 못할 수 있는 것이다.

이 문제는 장치의 부하가 부분적이거나 영인 조건하에서 첫째로 일어날 수 있다.

첫째로 바이패스(17)를 개방하거나 개방하지 않는 것은, 제어 장치(16)에 의해 제어되는 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)에 의해 결정된다.

개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가 바이패스(17)를 일단 개방하면, 바이패스(17)가 실제로 개방되는 때를 결정하는 것은 바이패스 폐쇄 요소(18)이다.

상기 바이패스 폐쇄 요소(18)는, 증발기의 출구에서의, 즉 결과적으로는 압축기(5)의 입구의 옆에 있는 바이패스(17) 내에서의, 증발 압력 혹은 증발기 압력, 또는 변형예에 있어서는 증발 온도가 특정 값 아래로 떨어지는 순간부터 바이패스(17)를 더 이상 폐쇄하지 않는다. 그 결과, 압축기(5)로부터의 고온 가스는 바이패스(17)를 통해서 흐를 수 있고 그리고 증발기 압력은 더 이상 떨어지지 않는다.

냉각 회로가 정격(nominal) 작동 조건을 가질 때는 바이패스 폐쇄 요소(18)가 폐쇄되지만 압축기의 부하가 부분적이고 영일 때는 이 바이패스 폐쇄 요소(18)가 개방되도록, 그리고 0.2 bar의 히스테리시스(hysteresis)를 갖는 증발기 압력이 최소로 유지되도록, 또한 냉매의 증발 압력에 결부되는 증발기 하류에 있어서의 증발 온도가 증발기 내에 결빙이 이루어지지 않도록 최소한 0℃가 되도록, 상기 바이패스 폐쇄 요소(18)와, 스프링이 이 폐쇄 요소를 더 이상 단단히 폐쇄하지 않게 되는 설정 압력이 선택된다. 제어 장치(16)가 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 개방 위치로 가져오게 되는 조건은, 증발기(2)의 동결을 피하는 것이 본질적으로 소망되느냐 혹은 에너지 절약이 우선적인 것이냐에 좌우되어 변한다.

첫째 방식에 있어서는, 모터(5) 속도가 최소 값에 도달함에 따라, 제어 장치(16)는 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 개방 위치로 가져간다.

보다 바람직한 둘째 방식에 있어서는, 예를 들어 측정 수단(22 또는 22A)에 의해 측정된 증발기 온도 또는 증발 압력인 값이 그 값에 대해서 소망되는 설정 점보다 아래에 있으면, 제어 장치(16)는 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 개방 위치로 가져간다. 여기서, 상기 설정 점은 예를 들어 증발기 온도 혹은 증발 압력이고, 상기 제어 장치(16)는 모터(4)의 속도도 역시 조절한다.

보다 특정적으로는, LAT가 -1.5℃의 값인 설정 점 아래로 떨어지게 되면 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 개방 위치로 가게 되는데, 이것은 장치가 부분적인 혹은 영인 부하 조건에 있을 때 발생한다. 그러나, LAT의 절대 최소치는 예를 들어 0.5℃이다.

바이패스(17)를 개방하면 LAT가 다시 상승하게 된다. 이 LAT가 설정 점 위로 상승하면, 모터(4)의 속도가 제어 장치로 인해 다시 증가할 것이다.

이 속도가 특정 값을 초과함에 따라, 제어 장치(16)는 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 다시 폐쇄 위치로 가져갈 수 있고, 이에 따라 바이패스(17)를 다시 차단시킨다.

또 다른 형태의 실시예에 있어서는, 측정 수단(22 또는 22A)에 의해 측정된 값이 상기 제어 장치(16)의 이 값에 대한 설정 점과 대략 같을 때, 예를 들어 설정 점에서 0.5℃를 뺀 값과 같을 때, 제어 장치(16)는 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 다시 폐쇄 위치로 가져간다.

바이패스(17)가 완전히 개방될 때에 상기 LAT가 상승하지 않으면, 추가적인 에너지 절약을 얻기 위해서 제어 장치(16)가 모터(4)를 일시적으로 정지시킬 수 있다.

증발기 온도가 상기 속도의 변화에 의해서 조절되기는 하지만, 부하가 영인 경우에 있어서는, 예를 들어 항온 센서를 열 교환기(1) 내에 배치함으로써, 열 교환기(1) 출구에서의 LAT가 0℃ 아래로 떨어지는 경향이 있을 때, 안전을 위하여 모터(4)를 완전히 정지할 수도 있다. 이에 따라, 상기 항온 센서는, 증발기(2) 내의 온도가 0℃가 되면, 모터(4)를 정지시키고 그리고 온도가 3℃까지 상승될 때 모터를 다시 시동시킨다.

한편으로는 바이패스 폐쇄 요소(18)와 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 갖춘 바이패스(17)를 다른 한편으로는 속도 조절식 압축기(5)와 결합한 결과, 모터(4)가 정지되고 재시동 되는 횟수가 크게 감소할 뿐만 아니라, 현저히 향상된 동적 운전 상태가 얻어진다.

예를 들어 압축 공기 유량이 감소됨으로써, 예를 들어 냉각 건조 장치의 부하가 갑자기 최대 부하에서 부분적 부하로 변화하면, LAT는 떨어질 것이고, 압축기의 회전수는 설정 점을 유지하기 위해서 노력하는 제어 장치(16)로 인해 감소할 것이다.

압축기(5)의 회전수가 충분히 빠르게 감소되지 않는다면, 바이패스(17)가 없는 경우, LAT는 (목표에 못 미쳐서) 0℃ 아래로 떨어질 가능성이 매우 높다. 그러한 경우에 있어서, 증발기(2) 내가 결빙되는 것을 피하기 위해서 압축기(5)가 정지되어야만 할 것이고, 이에 따라 압력 이슬점이 격렬하게 변화하는 결과가 나타날 것이 확실하다.

그러나, 바이패스(17)가 있는 경우에는, LAT가 설정 점 아래로 떨어질 때 또는 LAT가 빙점으로 접근할 때, 바이패스(17) 내의 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가 개방되고, 이에 따라 LAT가 0℃ 아래로 떨어지는 것이 방지된다.

바이패스 폐쇄 요소(18)와 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 갖춘 바이패스(17)를 속도 조절식 압축기(4)와 결합한 경우의 또 다른 장점은, 영하에 접근한 안정적인 압력 이슬점을 갖춘 부하 범위의 증가이다. 바이패스가 없는 경우에는, 건조기의 부하가 점진적으로 감소함에 따라, 특정 부하에 대해서, 압축기의 속도가 최소로 될 것이다.

추가적인 부하의 감소가 있는 경우, LAT는 설정 점 아래로 떨어질 것이고, 마침내는 0℃ 아래로 떨어질 것이다. 이러한 경우에 있어서는, 증발기(2) 내에 결빙이 이루어지는 것을 방지하기 위해서 압축기(5)가 정지되어야 할 것이고, 이것은 확실히 압력 이슬점의 격렬한 변화라는 결과를 낳는다.

건조기의 부하가 점진적으로 감소할 때, 바이패스(17)가 있는 경우, 특정 부하에 대해서 압축기(5) 속도가 역시 최소로 될 것이다.

추가적인 부하의 감소가 있는 경우, LAT는 설정 점 아래로 떨어질 것이고, 이에 따라 바이패스(17) 내의 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가 개방된다. 설정 점은 그 상태로 유지될 것이고, 결과적으로 안정적인 압력 이슬점이 된다.

장치의 동적 운전 상태는 명백히 개선된다. 바이패스(17) 내의 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가 제어되므로, 안정적인 압력 이슬점을 갖춘 부하 범위는 영하로 접근하여 확대된다.

도 2에 도시된 본 발명의 장치의 실시예의 형태는 전술한 실시예의 형태와 다음의 점에서 실질적으로 다르다. 즉, 냉각 회로(3)에 구비되는 증발기 온도 측정용 측정 수단(22) 또는 증발 압력 측정용 측정 수단(22A)은 최저 공기 온도(LAT) 측정용 측정 수단(25)으로 대체된다.

실시예에서 모터(4) 속도 제어용으로서 이미 나타난 바 있는 상기 온도 측정 수단(25)은, 예를 들어 증발기(2)의 표면에 있어서의 열 교환기(1)의 제2 부분(1A) 내의 도관(9)이나, 혹은 도 2에 도시된 바와 같이 예를 들어 열 교환기(1)와 액체 분리기(11) 사이에 있어서의 열 교환기(1)의 하류 측에 있는 도관(9)에 배치된다.

이 형태의 실시예에 있어서, 제어 장치(16)는 주파수 변압기(15)를 조절하는데, 즉, 측정된 최저 공기 온도(LAT)의 함수로서 모터(4)의 속도를 조절한다.

LAT의 측정에 의해서, 증발기의 동결 없이, 즉 증발기의 공기 쪽 측면에 결빙이 이루어지기 이전에, 냉매의 온도가 0℃보다 낮아질 수 있는 중요한 장점이 제공되는데, 왜냐 하면, 이러한 현상은 LAT에 의해 결정되기 때문이다.

냉매 측에 있어서 예를 들어 -5℃ 정도로 증발기 온도가 낮고, 또한 예를 들어 (+3℃ 및 -5℃ 사이의) 8℃와 같이 온도 차이가 큰 경우에 증발이 가능하다는 사실을 고려할 때, 동결의 위험 없이, 열 교환기(1)는 매우 콤팩트(compact)하게 구현될 수 있다.

측정된 최저 공기 온도(LAT)가 상승하거나 하강하면, 이 측정된 LAT 온도가 낮은 주위 온도에서의 LAT(전형적으로 2 내지 3℃ 사이임)보다 아래로 떨어지지 않도록, 제어 장치(16)는 모터(4) 속도의 증가 혹은 감소를 각각 명령하는데, 이는 증발기(2)가 얼지 않는다는 것을 보증하기 위해서이다. 이슬점 차단이 20℃로 설정되어 있는 상태에서, 온도계(24)에 의해 측정된 주위 온도가 23℃보다 낮다면, 증발기(2)가 얼지 않는다는 것을 보증하기 위해서, 측정된 LAT는 예를 들어 대략 3℃ 아래로 떨어지지 않을 수 있다.

따라서, 이러한 조절로 인해서 냉각은 부하에 적합하게 되므로, 냉매 측에 있어서의 증발기 온도는 공기 측에 있어서 증발기(2)가 얼지 않는 상태로 음(陰)의 값이 될 수 있다. 결론적으로, 모터(4)의 에너지 소비가 최소로 될 뿐만 아니라, 열 교환기(1)가 매우 콤팩트하게 제조될 수 있는바, 이것은 또한 장치의 가격에 관한 경제성을 의미한다.

또한, 이 형태의 실시예에 있어서는, 증발기(2)에서의 과열이 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브(7)에 의해서 조절된다.

바이패스(17)의 작용은 도 1에 따른 형태의 실시예에서 전술한 바와 같은데, 그 변형예에 있어서는, 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)의 개방 및 폐쇄는, 측정 수단(22 또는 22A)에 의해 측정된 증발기 온도 또는 증발 압력의 값의 함수로서 제어된다. 그러나, 도 2에 따른 형태의 실시예에 있어서는, 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가, 측정 수단(22 또는 22A) 대신의 측정 수단(25)에 의해 측정된 값의 함수로서 제어된다.

최저 공기 온도가 모터(4) 속도를 변화시킴으로써 조절되기는 하지만, 이 형태의 실시예에 있어서는 또한, 부하가 영인 경우에 모터(4)를 완전히 정지시킬 수가 있다.

전술된 실시예의 도면에 도시되지 않는 변형예에 있어서는, 최저 공기 온도 측정용의 온도 측정 수단(25)이 상기 공기의 이슬점 측정용의 측정 수단으로 대체될 수 있다. 그와 같은 측정 수단 혹은 이슬점 측정기는 시판되고 있는 것이므로 더 이상 설명하지 않는다.

이에 따라, LAT 대신에, 같은 장소에서 공기의 이슬점이 측정된다. 그 작용은 이제까지 기술한 작용과 유사한바, 열 교환기(1)에서의 냉각이 최적으로 이루어지지만 증발기(2)의 동결이 방지되는 방식으로 모터(4)의 속도가 조절된다.

도 3에 도시된 냉각 건조 장치의 실시예의 형태는 전술한 바와 같은 도 2에 따른 장치와는 다음의 점에서 다르다. 즉, 압축기(5)의 입구 측에서 냉각 회로(3)에 연결되는 바이패스(17)의 말단이 압축기(5)와 증발기(2) 출구 사이에서가 아니라 증발기(2)의 입구에서 이 냉각 회로(3)에 연결된다.

나아가, 그 작용은 이제까지 기술한 바와 같다. 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 모터(4)와 마찬가지로 동일한 제어 장치(16)에 의해 제어되어야만 할 필요는 없고, 예를 들어 P, PI 또는 PID 제어기와 같은 별개의 제어 장치에 의해 제어될 수도 있다.

도 4에 도시된 형태의 실시예에 있어서는 심지어, 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가 그와 같은 제어 장치에 의해서 제어되는 것이 아니라 항온기(27)에 의해서 제어되는데, 항온기의 센서, 즉, 도관(9) 내의 온도 측정 수단은 열 교환기(1)의 출구에 설치되고, 또한 도시된 예에 있어서의 제어 장치(16)에 연결된 온도 측정 수단(25)에 대응한다.

항온기(27)는 또한, 열 스위치(thermoswitch, 29)에 의해서 상기 센서(25)를 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)에 연결하는 연결부(28)를 구비한다.

열 교환기(1)의 출구에서의 도관(9) 내의 압축 공기 온도가 특정 값 아래로, 예를 들어 제어 장치(16)의 설정 점 아래로 떨어지면, 열 스위치(29)가 폐쇄되고, 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 작동되어 개방 위치로 전환될 것이다. 바이패스 폐쇄 요소(18)의 기능 및 모터(4)의 제어는 전술한 바와 같이 그대로이다.

본 발명은 전술한 그리고 첨부 도면에 도시된 실시예의 형태로 결코 국한되지 않으며, 반대로, 그와 같은 냉각 건조 장치 및 방법은 본 발명의 범위를 벗어남 없이 다른 변형예로 구현될 수도 있다.

특히, 제어 장치(16) 대신에, 제어 장치는 예를 들어 PID, PI 또는 P 제어기와 같은 또 다른 제어 장치를 구비할 수도 있다.

특히 장치의 동력을 제한하기 위해서 주위 온도를 고려하는 것이 바람직할지라도, 보다 간단한 실시예에 있어서는, 모터(4) 속도를 조절하는 것은, 증발기 온도, 증발기 압력, 최저 가스 온도 혹은 가스의 이슬점의 함수로서 배타적으로 수행될 수도 있다.

습공기 대신에, 수증기를 함유하는 공기가 아닌 가스가 동일한 방식과 동일한 장치로 건조될 수 있다. 그러한 경우에 있어서는, LAT가 최저 가스 온도가 된다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 장치 및 방법에 따르면, 냉각 회로에서의 압력 변동 없이 또한 압축기와 그것의 모터의 커다란 마모나 파손 없이 간단한 방식으로 에너지 절약을 달성할 수 있는 냉각 건조 장치가 구현된다.

Claims (34)

1. 냉각 회로(3)의 증발기(2)를 제1 부분으로 갖는 열 교환기(1)를 구비하는 냉각 건조 장치로서,

   상기 냉각 회로(3)는 전기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기(5)와, 응축기(6)와, 상기 응축기(6)의 출구 및 상기 증발기(2)의 입구 사이에 있는 팽창 수단(7)과, 상기 모터(4)를 제어하는 제어 장치(16)와, 상기 제어 장치(16)에 연결된 측정 수단을 구비하고,

   상기 압축기(5)는 바이패스 폐쇄 요소(18)와 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 갖춘 바이패스에 의해서 건너 넘게 되며,

   상기 열 교환기(1)의 제2 부분(1A)은 가스용 도관(9)의 일부로 구성되고, 상기 열 교환기(1)의 출구에 있어서는 액체 분리기(11)가 상기 도관(9) 내에 배치되며,

   상기 냉각 건조 장치는 상기 모터(4)의 속도를 조절하는 수단(15)을 구비하고,

   상기 제어 수단(16)은 상기 측정 수단(22, 22A)에 의해 측정된 값의 함수로서 상기 수단(15)을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 측정 수단(22)은 상기 냉각 회로(3)에 구비되고, 상기 증발기 온도를 측정하는 수단인 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 측정 수단(22A)은 상기 냉각 회로(3)에 구비되고, 증발 압력을 측정하는 수단인 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 측정 수단(25)은 상기 열 교환기(1)의 제2 부분(1A) 내에서의 또는 하류에서의 상기 가스용 도관(9)에 구비되고, 최저 가스 온도(LAT)를 측정하는 수단인 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 측정 수단은 상기 열 교환기(1)의 제2 부분(1A) 내에서의 또는 하류에서의 상기 가스용 도관(9)에 구비되고, 이슬점을 측정하는 수단인 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
6. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 모터(4) 속도 조절용 수단은 주파수 변압기(15)로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
7. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 냉각 건조 장치는 상기 제어 장치(16)에 역시 연결되는 주위 온도 측정 수단(24)을 구비하고,

   상기 제어 장치(16)는, 상기 주위 온도 측정 수단(24)에 의해 측정된 온도의 함수로서 뿐만 아니라 상기 측정 수단(22, 22A 또는 25)에 의해 측정된 값의 함수로서 상기 모터(4)의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
8. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어 장치(16)는 PID 제어기, PI 제어기 또는 P 제어기인 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
9. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 바이패스 폐쇄 요소(18)는, 상기 압축기(5)의 입구 측에 있어서의 상기 바이패스(17) 내의 압력이 특정 값 아래로 떨어질 때 개방되는 형식의 것인 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 바이패스 폐쇄 요소(18)는, 상기 압축기(5)의 입구 측에 있어서의 상기 바이패스(17) 내의 온도가 특정 값 아래로 떨어질 때 개방되는 형식의 것인 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
11. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 상기 모터(4)를 제어하는 상기 제어 장치(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 항온기(27)에 연결되고, 상기 항온기(27)의 센서(25)는 상기 열 교환기(1)의 출구에서의 도관(9) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 장치.
13. 수증기를 함유하는 가스를 냉각 건조하는 방법으로서,

    상기 가스는 열 교환기(1)의 제2 부분(1A)을 통해 공급되는데,

    상기 열 교환기(1)의 제1 부분은 냉각 회로(3)의 증발기(2)이며, 상기 냉각 회로(3)는 또한, 바이패스 폐쇄 요소(18)와 제어되는 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 갖춘 바이패스(17)에 의해 건너 넘게 되고 또한 전기 모터(4)에 의해 구동되는 압축기(5)와, 응축기(6)와, 상기 응축기(6)의 출구와 상기 증발기(2)의 입구 사이에 있는 팽창 수단(7)을 구비하고,

    상기 냉각 회로(3)는 상기 증발기(2) 내에 결빙이 되지 않는 상태에서 냉각 용량이 적합하게 맞춰지는 방식으로 부하의 함수로서 제어되며,

    상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)가 특정 조건하에서 바이패스(17)를 개방하도록, 그리고 상기 바이패스 폐쇄 요소(18)가 상기 바이패스(17)를 더 이상 폐쇄하지 않음에 따라, 가스 상의 냉매가 상기 압축기(5)의 출구로부터 상기 증발기(2)의 상류 혹은 하류에 있어서의 상기 압축기(5)의 입구 쪽으로 거꾸로 인도되도록, 상기 모터(5)의 속도를 조절함으로써 나아가 상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 조절함으로써 상기 냉각 회로(3)의 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
14. 제13항에 있어서,

    증발기 온도가 측정되고, 상기 냉각 회로(3)는 상기 측정된 증발기 온도의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 증발기 온도가 최저 가스 온도(LAT) 아래의, 예를 들어 2 내지 3℃인, 몇 도가 되도록 상기 모터(4)의 속도가 조절되는데, 상기 LAT는 동결이 발생하지 않게 되는, 즉, 전형적으로 대략 3℃인, 공기 온도에서 유지되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
16. 제13항에 있어서,

    증발 압력이 측정되고, 상기 냉각 회로(3)는 상기 측정된 증발 압력의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
17. 제13항에 있어서,

    최저 가스 온도(LAT)가 측정되고, 상기 냉각 회로(3)는 상기 최저 가스 온도(LAT)의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
18. 제17항에 있어서,

    상기 최저 가스 온도(LAT)는 상기 열 교환기(1)의 제2 부분(1A)의 출구에서 측정되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
19. 제13항에 있어서,

    상기 가스의 이슬점이 측정되고, 상기 냉각 회로(3)는 상기 이슬점의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 공기 측에 있어서 상기 증발기(2)가 얼지 않는 상태에서, 상기 냉매 측에 있어서의 상기 증발기(2)의 온도가 음의 값이 되도록, 상기 냉각 회로(3)가 제어되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
21. 제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 모터(4)의 속도는 공급 동력의 주파수를 변화시킴으로써 조절되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
22. 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

    주위 온도가 측정되고, 상기 모터(4)의 속도는 상기 측정된 주위 온도를 고려하여 조절되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
23. 제22항에 있어서,

    예를 들어 20℃의 값을 갖는 상기 증발기(2)의 출구에서의 최저 가스 온도(LAT)가, 상기 증발기(2)의 동결 위험이 발생할 수 있는 전형적으로 2 내지 3℃인 최소 온도보다 낮아지지는 않으면서, 상기 측정된 주위 온도보다 낮게 유지되는 방식으로, 상기 압축기(5)의 모터(4)의 속도가 조절되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
24. 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 증발기(2)의 상류에서 상기 냉매는 팽창 밸브(7)에 의해서 팽창되고, 상기 증발기(2)의 하류에서의 과열이 측정되어 미리 정해진 값과 비교되며, 그래서, 편차가 있는 경우에는, 상기 팽창 밸브(7)가 개방 혹은 폐쇄에 의해서 상기 편차를 교정하는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
25. 제13항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

    건조되는 상기 가스는, 상기 열 교환기(1)와 액체 분리기(11)를 지난 다음, 제1 열 교환기(1)에 공급되는 건조될 가스에 의해 회복성 열 교환기(12) 내에서 가열되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
26. 제13항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 바이패스 폐쇄 요소(18)는, 그것의 출구에서의, 즉 상기 압축기(5)의 입구 측의 바이패스(17) 내에서의 증발 압력 혹은 증발기 압력, 또는 변형예에 있어서의 증발 온도가 특정 값 아래로 떨어짐에 따라, 그것이 더 이상 상기 바이패스(17)를 폐쇄하지 않도록 조절되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
27. 제13항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 바이패스 폐쇄 요소(18)가 상기 냉각 회로(3)의 정격 작동 조건하에서는 폐쇄되지만 상기 압축기(5)의 부분적 및 영의 부하 상태에서는 개방되도록, 특정 히스테리시스를 갖는 상기 증발기 압력이 최소로 유지되도록, 그리고 상기 냉매의 증발 압력에 결부되는 상기 증발기(2)의 하류에 있어서의 증발 온도가 상기 증발기(2) 내에서의 결빙을 피하기 위해서 최소한 2℃가 되도록, 상기 바이패스(17)를 개방시키는 상기 바이패스 폐쇄 요소(18) 및 조절 압력이 선택되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
28. 제13항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제어 장치(16)는, 상기 모터(4)의 속도가 최소에 도달함에 따라, 상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 개방 위치로 가져가는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
29. 제13항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

    측정 수단(22, 22A 또는 25)에 의해 측정된 값이, 상기 수단(15)에 의해 상기 모터(4)의 속도를 조절하는 상기 제어 장치(16)의 상기 값들에 대한 설정 점보다 낮을 때, 상기 제어 장치(16)는 상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 개방 위치로 가져가는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
30. 제29항에 있어서,

    상기 LAT가, 예를 들어 -1.5℃를 갖지만 예를 들어 0.5℃의 LAT에 대한 절대 최소치를 갖는 상기 설정 점 아래로 떨어질 때, 상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 개방 위치로 가져가지는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 모터(4)의 속도가 특정 값을 초과할 때, 상기 제어 장치(16)는 상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)를 폐쇄 위치로 되돌려보내고 그에 따라 다시 상기 바이패스(17)를 차단하는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
32. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도관(9) 내에서 상기 측정 수단(22, 22A 또는 25)에 의해 측정된 상기 값이 이 값에 대한 상기 제어 장치(16)의 설정 점과 대략 같을 때, 예를 들어 상기 설정 점에서 0.5℃를 뺀 값과 같을 때, 상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)는 폐쇄 위치로 되돌아가게 되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
33. 제13항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 개방/폐쇄형 폐쇄 요소(19)의 개방 및 폐쇄는, 상기 열 교환기(1)의 출구의 상기 도관(9) 내에서 측정된 LAT의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.
34. 제13항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 측정 수단(22, 22A 또는 25)에 의해 측정된 상기 값이 상기 바이패스(17)가 완전히 개방되어 있는 동안 증가하지 않으면, 상기 제어 장치(16)는 상기 모터(4)를 일시적으로 정지시키는 것을 특징으로 하는 냉각 건조 방법.