KR20080004784U - 반도체 및 ｌｃｄ 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 및 LCD 제조용 냉각기에 있어서 냉각제 온도 상승을 위해 구성되는 히터를 없애는 대신 압축기의 폐열(고온 가스 냉매)을 이용토록 한 것으로써 기존의 히터 사용시의 소비전력을 없애고 압축기의 구동 전력만 필요토록 하므로 40% 이상의 소비전력 절감효과를 달성할 수 있도록 한 기술이다.

반도체, LCD, 냉각기, 히터, 소비전력

Description

반도체 및 ＬＣＤ 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템{Coolant temperature control system of chiller for semiconductor and Liquid Crystal Display}

도 1은 종래 반도체 및 LCD 제조용 냉각기의 냉각싸이클도.

도 2는 본 고안의 반도체 및 LCD 제조용 냉각기의 냉각제 온도제어장치의 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 증발기 11 : 압축기

12 : 응축기 14 : 저장탱크

16 : 펌프 17 : 열교환기

18 : 자동용량제어밸브 19 : 전자식 자동용량제어밸브

20 : 온도센서 21 : 온도조절기

본 고안은 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템에 관한 것으로써, 특히 기존의 냉각기에 구성된 히터 대신에 압축기로부터 토출되는 폐열(고온 가스 냉매)과 저장탱크로부터 순환되는 냉각제와의 열교환이 이루어지도록 하여 소비전력을 절감할 수 있도록 한 기술이다.

종래 반도체 냉각기는 도 1에 도시한 바와 같이 냉각제가 펌프(9)의 펌핑 구동에 의해 증발기(1), 압축기(2), 응축기(3) 및 팽창밸브(4)와 저장탱크(5)를 순환하는 냉각싸이클을 수행하는 가운데, 온도조절기(6)에서 온도센서(7)에 의한 냉각제 감지온도를 전송받아 온도를 판단한 후 설정온도에 맞도록 히터(8)의 발열을 온/오프시키게 된다.

그러나 이 같은 종래 냉각기의 냉각제 온도제어방식은 반드시 히터(8)가 구성되어야 하므로 히터(8)의 구동에 따른 소비전력의 증대를 야기하고 장치의 구성이 복잡해지는 등의 문제점이 있다.

본 고안은 이와 같은 종래 냉각기의 온도제어에 관련된 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 히터를 구성하는 대신에 압축기로부터 토출되는 고온 폐열을 히터 기능의 대체수단으로 이용함으로써 소비전력을 대폭 절감할 수 있도록 한 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치 제어시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템은, 유입구를 통해 유입된 냉각수를 기체화시켜 주위의 온도를 낮추는 증발기; 상기 증발기로부터 유입되는 기체화된 냉각수의 압력을 높이는 압축기; 상기 압축기로부터 유입된 고온 고압의 기체화된 냉각수를 응축 액화시키는 응축기; 상기 유입구를 통해 유입된 냉각제가 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 냉각제를 배출구를 통해 순환 배출되도록 펌핑 구동하는 펌프; 상기 펌프의 펌핑 구동에 의해 저장탱크로부터 상기 증발기를 거쳐 순환된 냉각제와 상기 압축기의 토출라인을 통해 유입된 폐열과의 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기; 상기 응축기로부터 증발기로 유입되는 냉각제량을 제어하는 자동용량제어밸브; 상기 압축기의 토출라인으로부터 토출된 폐열이 열교환기로 유입되도록 제어하는 전자식 자동 용량조절밸브; 상기 펌프의 펌핑 구동에 의해 저장탱크로부터 상기 증발기와 열교환기를 거친 냉각제의 온도를 감지하는 온도센서; 및 상기 온도센서로부터 감지된 냉각제의 온도를 전송받아 설정온도에 맞도록 상기 자동용량제어밸브와 전자식 자동 용량조절밸브를 각각 제어하는 온도조절기로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 온도조절기는 배출구를 통해 순환 배출되는 냉각제의 온도를 온도센서로부터 전송받아 설정온도보다 높을 경우 응축기에서 증발기로 흐르는 냉각제량이 많아지도록 자동용량제어밸브를 제어함과 동시에, 압축기의 토출라인으로부터 토출되는 폐열이 열교환기로 유입되지 않도록 전자식 자동 용량조절밸브를 각각 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 설정온도보다 냉각제 온도가 낮을 경우 응축기에서 증발기로 흐르는 냉각제량이 줄어들도록 자동용량제어밸브를 제어함과 동시에, 압축기의 토출라인으로부터 토출되는 폐열이 열교환기로 유입되도록 전자식 자동 용량조절밸브를 각각 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 반도체 및 LCD 제조용 냉각기의 냉각제 온도제어시스템 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 고안의 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템은, 냉각수를 기체화시켜 주위의 온도를 낮추는 증발기(10); 상기 증발기(10)로부터 유입되는 기체화된 냉각수의 압력을 높이는 압축기(11); 상기 압축기(11)로부터 유입된 고온 고압의 기체화된 냉각수를 응축 액화시키는 응축기(12); 상기 유입구(13)를 통해 유입된 냉각제가 저장되는 저장탱크(14); 상기 저장탱크(14)에 저장된 냉각제를 배출구(15)를 통해 순환 배출되도록 펌핑 구동하는 펌프(16); 상기 펌프(16)의 펌핑 구동에 의해 저장탱크(14)로부터 상기 증발기(10)를 거쳐 순환된 냉각제와 상기 압축기(11)의 토출라인(A)을 통해 유입된 폐열과의 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(17); 상기 응축기(12)로부터 증발기(10)로 유입되는 냉각제량을 제어하는 자동용량제어밸브(18); 상기 압축기(11)의 토출라인(A)으로부터 토출된 폐열을 열교환기(17)로 유입되도록 제어하는 전자식 자동 용량조절밸브(19); 상기 펌프(16)의 펌핑 구동에 의해 저장탱크(14)로부터 상기 증발기(10)와 열교환기(17)를 거친 냉각제의 온도를 감지하는 온도센서(20); 및 상기 온도센서(20)로부터 감지된 냉각제의 온도를 전송받아 설정온도에 맞도록 상기 자동용량제어밸브(18)와 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 각각 제어하는 온도조절기(21)로 구성된다.

상기 온도조절기(21)는 배출구(15)를 통해 순환 배출되는 냉각제의 온도를 온도센서(20)로부터 전송받아 설정온도보다 높을 경우 응축기(12)에서 증발기(10)로 흐르는 냉각제량이 많아지도록 자동용량제어밸브(18)를 제어함과 동시에, 압축기(11)의 토출라인(A)으로부터 토출되는 폐열이 열교환기(17)로 유입되지 않도록 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 각각 제어한다.

이에 따라 저장탱크(14)를 거쳐 증발기(10)로 유입된 냉각제의 온도를 낮추어서 설정온도를 유지하도록 한다.

또한, 설정온도보다 냉각제 감지온도가 낮을 경우 응축기(12)에서 증발기(10)로 흐르는 냉각제량이 줄어들도록 자동용량제어밸브(18)를 제어함과 동시에, 압축기(11)의 토출라인(A)으로부터 토출되는 폐열이 열교환기(17)로 유입되도록 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 각각 제어한다.

이에 따라 저장탱크(14)로부터 배출되어 증발기(10)를 거친 냉각제는 열교환기(17)에서 압축기(11)의 폐열과의 열교환을 통해 낮추어진 온도를 높여 주도록 함으로써 설정온도를 유지하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 고안의 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

1)온도센서의 감지온도가 설정온도보다 낮을 경우

온도조절기(21)는 온도센서(20)로부터 전송된 냉각제 온도가 설정온도 보다 낮으므로 자동용량제어밸브(18)를 제어하여 응축기(12)로부터 토출되는 응축 액화된 냉각수가 증발기(10)로 유입되지 않도록 한다.

이와 동시에 온도조절기(21)에서는 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 제어하여 압축기(11)로부터 배출되는 폐열이 토출라인(A)을 통해 열교환기(17)로 유입되도록 한다.

이에 따라 펌프(16)의 펌핑 구동에 의해 유입구(13)를 통해 유입된 냉각제는 저장탱크(14)에 저장된 후 증발기(10)를 거쳐 열교환기(17)로 유입된다.

상기 열교환기(17)에 유입된 냉각제는 압축기 토출라인(A)을 통해 열교환기(17)로 유입된 폐열과의 열교환으로 온도 제어된 후 배출구(15)를 통해 배출된다.

2)온도센서의 감지온도가 설정온도보다 높을 경우

온도조절기(21)는 온도센서(20)로부터 전송된 냉각제 온도가 설정온도 보다 높으므로 자동용량제어밸브(18)를 제어하여 응축기(12)로부터 토출되는 응축 액화된 냉각수가 증발기(10)로 유입되도록 한다.

이와 동시에 온도조절기(21)에서는 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 제어하여 압축기(11)로부터 배출되는 폐열이 토출라인(A)을 통해 열교환기(17)로 유입되지 않도록 한다.

이에 따라 펌프(16)의 펌핑 구동에 의해 유입구(13)를 통해 유입된 냉각제는 저장탱크(14)에 저장된 후 증발기(10)로 유입된다.

상기 증발기(10)로 유입된 냉각제는 응축 액화된 냉각수가 증발기(10)에서 기화되는 기화열에 의해 온도가 제어된 후 상기 열교환기(17)로 유입되게 된다.

상기 열교환기(17)로 유입된 냉각제는 온도조절기(21)의 제어에 의해 압축기(11)의 폐열이 열교환기(17)로 유입되지 않음에 따라 온도 변화없이 배출구(15)를 통해 배출된다.

본 고안은 특정한 실시예를 들어 설명하였으나 이에 한정하는 것은 아니며, 본 고안의 기술적사상의 범주내에서는 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의한 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템에 따르면, 종래 히터의 구성을 없애고 압축기의 고온 폐열로 냉각제의 온도를 제어하므로 히터를 구성할 필요가 없어 구성이 간단해지고, 히터의 구동에 의한 소비전력이 필요없을 뿐만 아니라, 압축기의 구동에 따른 소비전력을 40% 이상 절감할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉각수를 기체화시켜 주위의 온도를 낮추는 증발기(10);

   상기 증발기(10)로부터 유입되는 기체화된 냉각수의 압력을 높이는 압축기(11);

   상기 압축기(11)로부터 유입된 고온 고압의 기체화된 냉각수를 응축 액화시키는 응축기(12);

   유입구(13)를 통해 유입된 냉각제가 저장되는 저장탱크(14);

   상기 저장탱크(14)에 저장된 냉각제를 배출구(15)를 통해 순환 배출되도록 펌핑 구동하는 펌프(16);

   상기 펌프(16)의 펌핑 구동에 의해 저장탱크(14)로부터 상기 증발기(10)를 거쳐 순환된 냉각제와 상기 압축기(11)의 토출라인(A)을 통해 유입된 폐열과의 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(17);

   상기 응축기(12)로부터 증발기(10)로 유입되는 냉각제량을 제어하는 자동용량제어밸브(18);

   상기 압축기(11)의 토출라인(A)으로부터 토출된 폐열을 열교환기(17)로 유입되도록 제어하는 전자식 자동 용량조절밸브(19);

   상기 펌프(16)의 펌핑 구동에 의해 저장탱크(14)로부터 상기 증발기(10)와 열교환기(17)를 거친 냉각제 온도를 감지하는 온도센서(20); 및

   상기 온도센서(20)로부터 감지된 냉각제 온도를 전송받아 설정온도에 맞도록 상기 자동용량제어밸브(18)와 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 각각 제어하는 온도조절기(21)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 온도조절기(21)는 배출구(15)를 통해 순환 배출되는 냉각제 온도를 온도센서(20)로부터 전송받아 설정온도보다 높을 경우 응축기(12)에서 증발기(10)로 흐르는 냉각제량이 많아지도록 자동용량제어밸브(18)를 제어함과 동시에, 압축기(11)의 토출라인(A)으로부터 토출되는 폐열이 열교환기(17)로 유입되지 않도록 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 설정온도보다 냉각제 온도가 낮을 경우 응축기(12)에서 증발기(10)로 흐르는 냉각제량이 줄어들도록 자동용량제어밸브(18)를 제어함과 동시에, 압축기(11)의 토출라인(A)으로부터 토출되는 폐열이 열교환기(17)로 유입되도록 전자식 자동 용량조절밸브(19)를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 및 LCD 제조용 냉각장치의 냉각제 온도제어시스템.

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