KR20100036941A - Air-conditioning method and air-conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공조방법(空調方法) 및 공조시스템에 관한 것으로, 특히 크린룸(clean room)이나 빌딩공조 등의 공조방법(空調方法) 및 공조시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioning method and an air conditioning system, and more particularly, to an air conditioning method such as a clean room or a building air conditioning and an air conditioning system.
크린룸(clean room)이나 빌딩 설비에서는 1년을 통해서 냉방 운전이 행하여진다. 그러므로 이들 설비의 공조시스템에서는 에너지 절약이 중요한 과제이며, 그래서 최근에는 프리쿨링(free cooling)이 실시되고 있다(일본국 특허공개 2004-132651호 공보 참조).In a clean room or building facility, cooling operations are carried out throughout the year. Therefore, energy saving is an important issue in the air conditioning system of these facilities, and thus, free cooling has recently been carried out (see Japanese Patent Laid-Open No. 2004-132651).
프리쿨링(free cooling)으로는 하절기에 냉동기를 냉열원으로 하는 냉동기운전을 하는 한 방법으로, 동절기는 냉동기를 사용하지 않고 냉각탑을 냉열원으로 하는 프리쿨링 운전을 하는 시스템이다. 이 시스템에 의하면, 동절기에 냉동기를 가동하지 않고 냉각을 실시할 수 있으므로 큰 에너지 절약 효과를 기대할 수 있다.Free cooling is a method of operating a refrigerator using a freezer as a cooling heat source in the summer, and a winter is a system for precooling operation using a cooling tower as a cooling heat source without using a freezer. According to this system, since cooling can be performed without operating a refrigerator in winter, a large energy saving effect can be expected.
그런데 이러한 공조시스템에서는 냉동기 운전과 프리쿨링 운전과의 양쪽에 있어서 1대의 냉각탑을 공용하는 경우와, 각각 전용의 냉각탑을 이용하는 경우가 있다.However, in such an air conditioning system, one cooling tower is shared in both a refrigerator operation and a precooling operation, and a dedicated cooling tower may be used in each case.
그렇지만, 어느 쪽의 경우라도 냉각탑에서의 에너지 소비량의 낭비가 생긴다. 예를 들면 1대의 냉각탑을 공용할 경우 냉동기 운전과 프리쿨링 운전에서는 필요한 냉각수의 량(즉 냉열량)이 다르기 때문에 어느 쪽인가 한쪽의 운전에 맞춰서 냉각탑을 가동하게 되고, 다른 쪽의 운전에서는 쓸데없는 에너지 소비가 된다.In either case, however, waste of energy consumption in the cooling tower occurs. For example, when one cooling tower is shared, the amount of cooling water required (ie, the amount of cooling heat) is different in the freezer operation and the precooling operation, so that one of the cooling towers is operated in accordance with one operation and is unnecessary in the other operation. Energy consumption.
또한, 냉동기 운전과 프리쿨링 운전으로 각각 전용의 냉각 탑을 채용할 경우 운전 재개시에 에너지 효율이 저하한다고 하는 문제가 발생한다.In addition, when a dedicated cooling tower is adopted for each of the freezer operation and the precooling operation, there is a problem that the energy efficiency is lowered when the operation is resumed.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 냉각탑의 소비 에너지를 최적화할 수 있는 공조방법 및 공조시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of such a situation, and an object of this invention is to provide the air conditioning method and the air conditioning system which can optimize the energy consumption of a cooling tower.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1의 태양은 복수의 냉각 탑에서 냉각한 냉각수가 공급되는 냉동기를 냉열원으로 하는 냉동기 운전과, 상기 복수의 냉각탑의 적어도 일부를 냉열원으로 하는 프리쿨링 운전을 하는 공조방법이며, 상기 프리쿨링 운전시에 상기 냉각탑의 가동 대수를 제어하는 것을 특징으로 한다.A first aspect of the present invention for achieving the above object is a refrigerator operation using a refrigerator supplied with a cooling water cooled in a plurality of cooling towers as a cold heat source, and precooling using at least a portion of the plurality of cooling towers as a cold heat source. An air conditioning method for driving, characterized in that for controlling the number of operation of the cooling tower during the precooling operation.
본 발명에 의하면, 프리쿨링 운전시에 냉각탑의 가동 대수를 제어함으로써 각각의 운전 모드로 최적인 량의 냉열을 생성할 수 있어 전체에서의 에너지 소비량을 삭감할 수 있다.According to the present invention, by controlling the number of operation of the cooling tower during the precooling operation, it is possible to generate an optimal amount of cooling heat in each operation mode, thereby reducing the energy consumption in the whole.
본 발명의 제2의 태양은 제1의 태양에 있어서, 상기 복수의 냉각탑의 적어도 일부를 상기 냉동기와 함께 냉열원으로서 병용하는 중간 운전을 하는 동시에 그 중 간 운전시에 상기 냉열원으로 되는 냉각탑의 가동 대수를 제어하는 것을 특징으로 한다. 냉각탑과 냉동기를 병용한다는 냉각탑과 냉동기를 직렬로 접속해서 사용하는 것을 의미하고, 예를 들면 냉각탑에서 냉각한 냉각수를 냉동기로 더욱 냉각하여 공조부하부(空調負荷部)에 공급하는 경우를 말한다.According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a cooling tower which serves as the cooling heat source during interim operation while at least a part of the plurality of cooling towers is used together with the refrigerator as a cooling heat source. It is characterized by controlling the number of movable. The use of a cooling tower and a refrigerator together means that the cooling tower and the refrigerator are connected in series and used, for example, when the cooling water cooled in the cooling tower is further cooled by a freezer and supplied to the air conditioning load.
본 발명에 의하면, 중간 운전시에 있어서도 냉각탑의 가동 대수를 제어하므로 적절한 양의 냉열을 생성할 수 있다. 그에 따라 전체에서의 에너지 소비량을 삭 감할 수 있다.According to the present invention, since the number of movable towers is controlled even during the intermediate operation, an appropriate amount of cooling heat can be generated. This can reduce the overall energy consumption.
본 발명의 제3의 태양은 제1 또는 제2의 태양에 있어서, 상기 운전의 변경을 외기온도와 공조부하(空調負荷) 조건에 따라서 행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 외기온도와 공조부하 조건에 의해 소비 에너지가 최소가 되는 냉열량 (냉각수의 온도나 유량)을 시뮬레이션 등에 의해 구할 수 있다. 따라서 그 결과에 따라 냉각탑의 가동 대수를 제어함으로써 에너지 소비량이 최소가 되는 공조운전을 할 수 있다. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the operation is changed according to an outside air temperature and an air conditioning load condition. According to the present invention, the amount of cooling heat (temperature or flow rate of cooling water) in which the energy consumption is minimized by the outside air temperature and air conditioning load conditions can be obtained by simulation or the like. Therefore, according to the result, by controlling the operation number of the cooling tower, it is possible to perform the air conditioning operation with the minimum energy consumption.
본 발명의 제4의 태양은 제1 내지 제3의 태양 중 어느 하나에 있어서, 상기냉동기를 복수 설치하는 동시에 그 복수의 냉동기에 대하여 각각 상기 냉각탑의 가동 대수를 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 각 냉동기에 대하여 냉각탑의 가동 대수를 제어하므로 예를 들면, 각 냉동기에서 필요한 냉열량이 다른 경우에도 각 냉동기에 필요 최소량의 냉열을 공급할 수 있어 전체에서의 에너지 소비량을 삭감할 수 있다.According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a plurality of the refrigerators are provided and the number of movable towers of the cooling tower is controlled for the plurality of refrigerators, respectively. According to the present invention, since the number of operating towers of the cooling tower is controlled for each refrigerator, for example, even if the amount of cooling heat required by each refrigerator is different, the minimum required amount of cooling heat can be supplied to each refrigerator, thereby reducing the energy consumption of the entire refrigerator. .
본 발명의 제5의 태양은 제1 내지 제4의 태양 중 어느 하나에 있어서, 상기 냉동기가 터보 냉동기이며, 인버터(inverter) 제어를 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 냉동기의 소비 에너지를 감소시키는 것이 가능해진다.In the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the refrigerator is a turbo refrigerator, and is characterized by inverter control. According to the present invention, it becomes possible to reduce the energy consumption of the refrigerator.
본 발명의 제6의 태양은 제1 내지 제5의 태양 중 어느 하나에 있어서, 상기복수의 냉각탑 또는 상기 냉동기로 냉각한 냉각수를 순환시키는 펌프의 회전수를 제어함으로써 상기 냉각수의 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 냉각수의 순환에 걸리는 에너지 소비량을 삭감할 수 있다.According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the flow rate of the cooling water is controlled by controlling the rotation speed of the pump circulating the cooling water cooled by the plurality of cooling towers or the freezer. It features. According to the present invention, the energy consumption required to circulate the cooling water can be reduced.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제7의 태양은 냉각수를 냉각하는 복수의 냉각탑과, 응축기 및 증발기를 갖는 냉동기와, 상기 냉각탑에서 냉각한 냉각 수를 상기 응축기로 순환시킴과 동시에 상기 증발기에서 냉각한 냉각수를 상기 공조부하부로 순환시키는 냉동기 운전용 순환라인과, 상기 냉각탑에서 냉각한 냉각 수를 상기 공조 부하부로 순환시키는 프리쿨링 운전용 순환라인과, 상기 냉동기 운전용 순환라인과 상기 프리쿨링 운전용 순환라인을 스위칭하는 동시에 상기 프리쿨링 운전용 순환라인에 접속되는 냉각탑의 대수를 조절하는 라인 스위칭수단과, 상기 라인 스위칭수단을 제어하는 동시에 상기 복수의 냉각탑의 운전과 정지를 개별로 제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 공조시스템을 제공한다.According to a seventh aspect of the present invention for achieving the above object, a plurality of cooling towers for cooling cooling water, a freezer having a condenser and an evaporator, and circulating the cooling water cooled in the cooling tower to the condenser, A freezer operation circulation line for circulating cooled coolant to the air conditioning load portion, a precooling operation circulation line for circulating the coolant cooled in the cooling tower to the air conditioning load portion, the freezer operation circulation line and the precooling operation Line switching means for controlling the number of cooling towers connected to the precooling operation circulation line at the same time as switching the circulation circulation line, and controlling the line switching means and controlling the operation and stop of the plurality of cooling towers individually. Provided is an air conditioning system comprising a device.
본 발명에 의하면, 프리쿨링 운전시 냉각탑의 가동 대수를 제어할 수 있다. 따라서, 각각의 운전모드에 적합한 양의 냉열을 생성할 수 있어 시스템 전체에서의 에너지 소비량을 삭감할 수 있다.According to the present invention, the number of movable towers in the cooling tower can be controlled during the precooling operation. Thus, an amount of cooling heat suitable for each operation mode can be generated, thereby reducing the energy consumption of the entire system.
본 발명의 제8의 태양은 제7의 태양에 있어서, 상기 복수의 냉각탑을 상기 냉동기의 증발기에 직렬로 접속하는 중간 운전용 순환라인을 갖추고, 상기 라인 스 위칭수단은 그 중간 운전용 순환라인을 포함하여 라인을 스위칭하는 동시에 상기중간 운전용 순환라인에 접속되는 냉각탑의 대수를 변경하는 것을 특징으로 한다.In an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the intermediate operation circulation line for connecting the plurality of cooling towers in series to the evaporator of the refrigerator is provided, and the line switching means includes the intermediate operation circulation line. And switching the number of lines and simultaneously changing the number of cooling towers connected to the intermediate operation circulation line.
본 발명에 의하면, 냉각탑과 냉동기의 증발기를 직렬로 접속함으로써 냉각 탑과 냉동기를 냉열원으로서 병용한 중간 운전을 할 수 있다. 더욱이 본 발명에 의하면, 중간 운전시 냉각탑의 가동 대수를 제어할 수 있다. 따라서 중간 운전에 적합한 냉열량(냉각수의 온도 및 유량)으로 조절할 수 있어 시스템 전체의 에너지 소비량을 삭감할 수 있다. 한편 중간 운전용 순환라인을 프리쿨링 순환라인으로서 겸용해도 좋다. 이 경우 냉동기를 정지함으로써 중간 운전용 순환라인을 프리쿨링 운전용 순환라인으로서 사용할 수 있다.According to the present invention, by connecting the cooling tower and the evaporator of the refrigerator in series, the intermediate operation in which the cooling tower and the refrigerator are used together as a cooling heat source can be performed. Furthermore, according to the present invention, the number of movable towers in the cooling tower can be controlled. Therefore, the amount of cooling heat (coolant temperature and flow rate) suitable for the intermediate operation can be adjusted to reduce the energy consumption of the entire system. Alternatively, the intermediate driving circulation line may be used as the precooling circulation line. In this case, by stopping the refrigerator, the intermediate operation circulation line can be used as the precooling operation circulation line.
본 발명의 제9의 태양은 제7 또는 제8의 태양에 있어서, 상기 냉동기가 복수 설치되는 동시에 각 냉동기에 접속되는 상기 냉각탑의 대수가 상기 라인 스위칭수단으로 변경되는 것을 특징으로 한다.According to a ninth aspect of the present invention, in the seventh or eighth aspect, the number of the cooling towers connected to each refrigerator at the same time a plurality of the refrigerators are provided is changed to the line switching means.
본 발명에 의하면, 복수의 냉동기 각각에 대하여 냉각탑의 가동 대수를 제어할 수 있다. 따라서 복수의 냉동기에서 필요한 냉열량이 다른 경우에도 각각 적합한 냉열량을 생성할 수 있다. 그에 따라 시스템 전체에서의 에너지 소비량을 삭감할 수 있다.According to the present invention, the number of movable towers of the cooling tower can be controlled for each of the plurality of refrigerators. Therefore, even if the amount of cold heat required by the plurality of refrigerators is different, a suitable amount of cold heat can be generated. This can reduce energy consumption throughout the system.
본 발명에 의하면, 냉각탑의 가동 대수를 제어함으로써 각각의 운전 모드에서 최적인 양의 냉열을 생성할 수 있어 시스템 전체에서의 소비 에너지를 감소시킬 수 있다.According to the present invention, by controlling the operation number of the cooling tower, an optimal amount of cooling heat can be generated in each operation mode, thereby reducing energy consumption throughout the system.
이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명에 관한 공조방법 및 공조시스템의 실시의 형태에 대해서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the air conditioning method and the air conditioning system which concern on this invention is described in detail according to an accompanying drawing.
(제1의 실시형태)(1st embodiment)
도 1은 제1 실시형태의 공조시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 시스템도 이다. 동 도면에 나타낸 공조시스템(10)은 크린룸 설비(12)의 공조를 행하는 시스템이다.1 is a system diagram schematically showing a configuration of an air conditioning system of a first embodiment. The
크린룸 설비(12)는 청정실(14)의 천장면에 팬필터 유닛(16; 이하, FFU)이 설치되어 있어 이 FFU(16; fan filter unit)에 의해 천장공간(18) 내의 에어가 정화되어 청정실(14)로 다운 플로(down flow) 된다. 청정실(14)의 바닥면은 회절판(grating floor)으로 되어 있어 청정실(14) 내의 에어는 판 아래 공간(20)으로 빨아 들여져 리턴 챔버(22; return chamber)를 통해서 천장공간(18)에 되돌려 진다. 그에 따라 천장공간(18) 내의 에어가 다시 FFU(16 fan filter unit)에 의해 청정실(14)로 보내져 청정실(14)이 높은 청정도로 유지된다.The
리턴 챔버(22; return chamber)에는 감열처리용(感熱處理用) 코일(24Y)이 설치되어 있어 리턴 챔버(22; return chamber) 내를 흐르는 에어를 냉각해서 감열(感熱)을 처리할 수 있도록 되어 있다. 또한 청정실(14)에는 반도체 제조장치 등의 장치(26)가 설치되어 있어 이 장치(26)에 코일(28)이 설치되어 코일(28)과 장치부하용 열교환기(24X)의 사이를 냉매가 순환하도록 되어 있다. 게다가 크린룸 설비(12)에는 외조기(30; external conditioner)가 설치되어 있다. 외조기(30; external conditioner)는 외조기용(外調機用) 코일(24Z), 가습기(32), 가열기(34), 팬(36), 필터(미도시) 등을 구비하여 팬(36)을 구동함으로써 외기가 빨아 들여진다. 그리고, 필터(미도시)에서 제진(除塵) 되어 외조기용(外調機用) 코일(24Z)에서 냉각되며, 가습기(32)로 가습 되고, 가열기(34)로 필요에 따라 가열된 후 설비 내로 급기(給氣)된다.The
본 실시 형태의 공조시스템(10)은 장치부하용 열교환기(24X), 감열처리용 코일(24Y), 외조기용 코일(24Z)로 냉열을 공급하여 냉각부하를 조달하는 시스템이다. 장치부하용 열교환기(24X), 감열처리용 코일(24Y), 외조기용 코일(24Z)은 필요로 하는 냉수의 온도가 다르게 되어 있어 예를 들면 장치부하용 열교환기(24X)는 17℃, 감열처리용 코일(24Y)은 12℃, 외조기용 코일(24Z)은 7℃로 설정되어 있다. 이하, 장치부하용 열교환기(24X), 감열처리용 코일(24Y), 외조기용 코일(24Z)을 각각 부하부(24X), 부하부(24Y), 부하부(24Z)라 한다.The
공조시스템(10)은 주로 8대의 냉각탑(42A ∼ 42H)과, 3대의 냉동기(44X, 44 Y, 44Z)로 구성되어 있다. 한편 냉각탑과 냉동기의 수는 본 실시 형태의 예로 한정되는 것이 아니고, 예컨대 냉각탑이 7탑 이하 또는 9탑 이상 이여도 되고, 냉동기도 2대 이하, 4대 이상 이여도 된다.The
냉각탑(42A ∼ 42H)은 그 내부 구성을 생략하지만, 탑 내에 외기의 상승 기류를 형성하기 위한 팬과, 탑 내에 냉각수를 살수하는 살수관과, 살수된 냉각수를 집수하는 집수부를 구비하고 있다. 이 냉각탑(42A ∼ 42H)에 의하면, 냉각수가 살수되어서 외기와 접촉함으로써 냉각수로 증발열이 빼앗겨서 냉각된다. 한편 본 실 시의 형태에서는 밀폐식 냉각탑의 예로 설명하지만, 열교환기를 추가함으로써 개방식 냉각탑을 채용해도 된다.The cooling towers 42A to 42H omit their internal configuration, but are provided with a fan for forming an upward air flow of outside air in the tower, a watering pipe for watering the cooling water in the tower, and a water collecting portion for collecting the watered cooling water. According to the
한편 3대의 냉동기(44X, 44Y, 44Z)는 각각 부하부(24X, 24Y, 24Z)에 필요한 온도의 냉각수를 생성하는 장치이다. 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 내부에 각각 응축기 (46X, 46Y, 46Z)와 증발기(48X, 48Y, 48Z)가 설치되어 있어 이 응축기(46X, 46Y, 46Z)와 증발기(48X, 48Y, 48Z)가 순환로(미도시)에 의해 접속되어 냉매가 순환하도록 되어 있다. 그리고, 냉매가 응축기(46X, 46Y, 46Z)와 증발기(48X, 48Y, 48Z)을 순환함으로써 증발기(48X, 48Y, 48Z)에서 냉각수가 냉각된다. 한편, 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 구성은 특히 한정되는 것이 아니고, 터보식이나 흡수식 등 각양 각색인 구성을 채용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 터보식 냉동기의 예로 설명한다.On the other hand, the three
냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 증발기(48X, 48Y, 48Z)는 각각 부하부(24X, 24Y, 24Z)에 접속되어 있다. 즉, 증발기(48X)는 배관(x3, x4)을 통해 부하부(24X)에 접속되어 있고, 배관(x3)에는 펌프(50X)가 배치 설치되어 있다. 이 펌프(50X)를 구동함으로써 증발기(48X)와 부하부(24X) 사이에서 냉각수가 순환된다. 마찬가지로 증발기(48Y)는 배관(y3, y4)을 통해서 부하부(24Y)에 접속되어 있으며, 배관(y3)에는 펌프(50Y)가 배치 설치되어 있다. 이 펌프(50Y)를 구동함으로써 증발기(48Y)와 부하부(24Y) 사이에서 냉각수가 순환된다. 또한, 증발기(48Z)는 배관(z3, z4)을 통해서 부하부(24Z)에 접속되어 있고, 배관(z3)에는 펌프(50Z)가 배치 설치되어 있다. 이 펌프(50Z)를 구동함으로써 증발기(48Z)와 부하부(24Z) 사이에서 냉각수가 순환된다. 이와 같이 냉동기(44X, 44Y, 44Z)와 부하부(24X, 24Y, 24Z)는 1대 1로 접속 되어 있다.The
냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 응축기(46X, 46Y, 46Z)는 각각 냉각탑(42A ∼ 42H)에 접속되어 있다. 냉각탑(42A ∼ 42H)은 응축기(46X, 46Y, 46Z)에 대하여 병렬로 접속되어 있다. 즉, 냉각탑(42A ∼ 42H)에는 냉각수 유출용 배관(a1 ∼ h1)이 접속되어 이 배관(a1 ∼ h1)이 주배관(j1)에 접속된다. 주배관(j1)은 배관(x1, y1, z1)으로 분기한 후, 각 응축기(46X, 46Y, 46Z)에 접속된다. 응축기(46X, 46Y, 46Z)에는 냉각수 유출용 배관(x2, y2, z2)가 접속되어 이 배관(x2, y2, z2)이 주배관(j2)에 접속된다. 주배관(j2)은 배관(a2 ∼ h2)로 분기되어 각 냉각탑(42A ∼ 42H)의 살수관(미도시)에 접속된다. 그에 따라 각 냉각탑(42A ∼ 42H)에서 냉각된 냉각수를 응축기(46X, 46Y, 46Z)로 순환 공급할 수 있어 냉각탑(42A ∼ 42H)을 냉동기(42X ∼ 42Z)의 냉각수단으로서 이용할 수 있다.The
한편 배관(x1, y1, z1)에는 각각 펌프(52x, 52y, 52z)가 배치 설치되어 이 펌프(52x, 52y, 52z)를 개별로 구동제어함으로써 각 응축기(46X, 46Y, 46Z)에 개별로 냉각수가 순환되고, 또 그 순환량을 조절할 수 있다.On the other hand, the pumps 52x, 52y, and 52z are disposed in the pipes x1, y1, and z1, respectively, and the pumps 52x, 52y, and 52z are individually driven and controlled to individually condenser 46X, 46Y, and 46Z. Cooling water is circulated and the amount of circulation can be adjusted.
또한 배관(x2, y2, z2)에는 각각 3웨이 밸브(54X, 54Y, 54Z)가 배치 설치되어 이 3웨이 밸브(54X, 54Y, 54Z)를 조작함으로써 배관(x2, y2, z2)을 흐르는 냉각수의 일부가 바이패스관(56X, 56Y, 56Z)을 통하여 배관(x1, y1, z1)으로 흘러 유량 조절이 행해진다.In addition, three-
그건 그렇고, 냉각탑(42A ∼ 42H)은 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 증발기(48X, 48Y, 48Z)에 대하여 직렬로 접속되어 있다.By the way, the
즉, 배관(x3)은 배관(x6)을 통해서 주배관(j2)에 접속됨과 더불어 배관(x5)을 통해서 주배관(j1)에 접속된다. 따라서, 배관(x3)을 흐르는 냉각수는 배관(x6)과 주배관(j2)을 통해서 냉각탑(42A ∼ 42H)의 적어도 하나로 흘러 주 배관(j1)과 배관(x5)을 통해서 본래의 배관(x3)으로 되돌아 간다. 그에 따라 냉각탑(42A ∼ 42H)이 냉동기(44X)의 증발기(48X)에 대해 직렬로 접속된다. 배관(x6)에는 펌프(58X)가 설치되어 있어 이 펌프(58X)를 구동함으로써 배관(x3)의 냉각수가 배관(x6)으로 흐른다. 또한 배관(x3)과 배관(x6)에는 그 접속 부분의 바로 하류측에 개폐밸브(60X, 62X)가 설치되고, 배관(x5)에는 개폐밸브(63X)가 설치된다. 이들 개폐밸브(60X, 62X, 63X)를 개폐 조작함으로써 배관(x3) 내의 냉각수를 냉각탑(42A ∼ 42H)에 흘릴 것인가 아닌가를 선택할 수 있다. 게다가 배관(x6)에는 3웨이 밸브(64X)가 배치 설치되어 이 3웨이 밸브(64X)를 조작함으로써 배관(x6)을 흐르는 냉각수의 일부가 바이패스관(66X)을 통하여 배관(x5)으로 흘러 유량 조절이 행해진다.That is, the pipe x3 is connected to the main pipe j2 through the pipe x6 and to the main pipe j1 through the pipe x5. Accordingly, the cooling water flowing through the pipe (x3) flows through at least one of the cooling towers (42A to 42H) through the pipe (x6) and the main pipe (j2) to the original pipe (x3) through the main pipe (j1) and the pipe (x5). Go back As a result, the
마찬가지로 배관(y3)은 배관(y6)을 통해서 주배관(j2)에 접속됨과 더불어 배관(y5)을 통해서 주배관(j1)에 접속된다. 따라서, 배관(y3)을 흐르는 냉각수는 배관(y6)과 주배관(j2)을 통해서 냉각탑(42A ∼ 42H)의 적어도 하나로 흘러 주배관(j1)과 배관(y5)을 통해서 본래의 배관(y3)으로 되돌아 간다. 그에 따라 냉각탑(42A ∼ 42H)이 냉동기(44Y)의 증발기(48Y)에 대해 직렬로 접속된다. 배관(y6)에는 펌프(58Y)가 설치되어 있어 이 펌프(58Y)를 구동함으로써 배관(y3)의 냉각수가 배관(y6)으로 흐른다. 또한 배관(y3)과 배관(y6)에는 그 접속 부분의 바로 하류측 에 개폐밸브(60Y, 62Y)가 설치되고, 배관(y5)에는 개폐밸브(63Y)가 설치된다. 이들 개폐밸브(60Y, 62Y, 63Y)를 개폐 조작함으로써 배관(y3)을 흐르는 냉각수를 냉각탑(42A ∼ 42H)에 흘릴 것인가 아닌가를 선택할 수 있다. 게다가 배관(y6)에는 3웨이 밸브(64Y)가 배치 설치되어 이 3웨이 밸브(64Y)를 조작함으로써 배관(y6)을 흐르는 냉각수의 일부가 바이패스관(66Y)을 통하여 배관(y5)으로 흘러 유량 조절이 행해진다.Similarly, the pipe y3 is connected to the main pipe j2 through the pipe y6 and to the main pipe j1 through the pipe y5. Accordingly, the cooling water flowing through the pipe y3 flows through at least one of the
게다가 배관(z3)은 배관(z6)을 통해서 주배관(j2)에 접속됨과 더불어 배관(z5)을 통해서 주배관(j1)에 접속된다. 따라서, 배관(z3)을 흐르는 냉각수는 배관(z6)과 주배관(j2)을 통해서 냉각탑(42A ∼ 42H)의 적어도 하나로 흘러 주배관(j1)과 배관(z5)을 통해서 본래의 배관(z3)으로 되돌아 간다. 그에 따라 냉각탑(42A ∼ 42H)이 냉동기(44Z)의 증발기(48Z)에 대해 직렬로 접속된다. 배관(z6)에는 펌프(58Z)가 설치되어 있어 이 펌프(58Z)를 구동함으로써 배관(z3)의 냉각수가 배관(z6)으로 흐른다. 또한 배관(z3)과 배관(z6)에는 그 접속 부분의 바로 하류측에 개폐밸브(60Z, 62Z)가 설치되고, 배관(z5)에는 개폐밸브(63Z)가 설치된다. 이들 개폐밸브(60Z, 62Z, 63Z)를 개폐 조작함으로써 배관(z3)을 흐르는 냉각수를 냉각탑(42A ∼ 42H)에 흘릴 것인가 아닌가를 선택할 수 있다. 게다가 배관(z6)에는 3웨이 밸브(64Z)가 배치 설치되어 이 3웨이 밸브(64Z)를 조작함으로써 배관(z6)을 흐르는 냉각수의 일부가 바이패스관(66Z)을 통하여 배관(z5)으로 흘러 유량 조절이 행해진다.In addition, the pipe z3 is connected to the main pipe j2 through the pipe z6 and to the main pipe j1 through the pipe z5. Therefore, the cooling water flowing through the pipe z3 flows through at least one of the
이와 같이 본 실시의 형태에서는 냉각탑(42A ∼ 42H)을 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 증발기(48X, 48Y, 48Z)에 대하여 직렬로 접속할 수 있다. 그에 따라 냉각 탑(42A ∼ 42H)과 냉동기(44X, 44Y, 44Z)를 동시에 사용하여 냉열원으로서 병용하는 중간 운전을 할 수 있다. 즉, 냉각탑(42A ∼ 42H)의 어느 것인가에서 예비 냉각한 냉각수를 냉동기(44X, 44Y, 44Z)로 공급해서 냉각할 수 있다. 그에 따라 냉동기 (44X, 44Y, 44Z)의 소비 에너지를 감소시킬 수 있다.As described above, in the present embodiment, the
또한 본 실시의 형태에 의하면, 냉각탑(42A ∼ 42H)을 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 증발기(48X, 48Y, 48Z)에 직렬로 접속한 상태로 냉동기(44X, 44Y, 44Z) 내 냉매의 순환을 정지함으로써 냉각탑(42A ∼ 42H) 만을 냉열원으로 한 프리쿨링 운전을 할 수 있다.According to the present embodiment, the
그리고 상술한 주배관(j1, j2)에는 냉각탑(42A ∼ 42H)을 선택하기 위한 복수의 개폐밸브(68)가 배치 설치되어 있다. 개폐밸브(68)는 주배관(j1) 상에서 배관(a1 ∼ h1)이 접속되는 접속부분 끼리의 사이, 또는 주배관(j2) 상에서 배관(a2 ∼ h2)이 접속되는 접속부분 끼리의 사이에 배치 설치된다. 이 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 냉각수가 순환하는 냉각탑(42A ∼ 42H)을 선택할 수 있다. 개폐밸브(68)의 개폐 조작은 제어장치(70)에 의해 행하여진다.The main pipes j1 and j2 described above are provided with a plurality of on-off
제어장치(70)는 외기(外氣)의 습구온도(濕球溫度; wet-bulb temperature)를 측정하는 센서(72)에 접속되어 센서(72)로부터 외기(外氣) 온도의 측정 데이터가 입력된다. 또한 제어장치(70)는 각 부하부(24X, 24Y, 24Z)에 접속되어 있어 각 부하부(24X, 24Y, 24Z)로부터 부하 조건의 데이터가 입력된다. 더욱이 제어장치(70)는 냉각탑(42A ∼ 42H)의 팬 등의 구동장치(미도시)에 접속되어 있어 냉각탑(42A ∼ 42H)의 가동과 정지를 개별로 제어할 수 있도록 되어 있다. 제어장치(70)는 외기 온도와 부하 조건의 데이터로부터 시뮬레이션에 의해 필요 최소로 되는 냉각수의 유량을 구해, 그 유량에 따른 냉각수를 공급할 수 있도록 가동할 냉각탑(42A ∼42H)을 결정한다. 그리고 그 냉각탑(42A ∼ 42H)을 가동시키는 동시에 개폐밸브(68)를 제어하여 그 냉각탑(42A ∼ 42H)에 냉각수를 순환시킨다. 또, 냉각수를 흘릴 필요가 없는 냉각탑(42A ∼ 42H)에 대해서는 냉각탑(42A ∼ 42H)을 정지시킨다.The
다음에 상기한 바와 같이 구성된 공조시스템(10)의 운전방법에 대하여 설명한다.Next, the operation method of the
외기 온도가 높은 하절기에는 냉동기(44X, 44Y, 44Z)를 냉열원으로 하는 냉동기 운전을 행한다. 냉동기 운전에서는 개폐밸브(60X, 60Y, 60Z)를 열고, 개폐밸브(62X, 62Y, 62Z, 63X, 63Y, 63Z)를 닫는다.그에 따라 도 2a에 나타낸 바와 같은 관로(管路) 구성이 형성된다. 동 도면에 나타낸 바와 같이 냉각탑(42A ∼ 42H)은 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 응축기(46X, 46Y, 46Z)에 접속되어 냉각탑(42A ∼ 42H)에서 냉각된 냉각수가 응축기(46X, 46Y, 46Z)로 순환 공급된다. 또한 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 증발기(48X, 48Y, 48Z)와 부하부(24X, 24Y, 24Z)가 접속되어 증발기(48X, 48Y, 48Z)에서 냉각된 냉각수가 부하부(24X, 24Y, 24Z)로 공급된다. 따라서 냉동기(44X, 44Y, 44Z)를 냉열원으로 하여 부하부(24X, 24Y, 24Z)에 냉열을 공급할 수 있다. 또한, 냉동기 운전에서는 모든 냉각탑(42A ∼ 42H)이 사용되지만, 개폐밸브(68; 도 1 참조)의 어느 것인가를 개폐 조작함으로써 사용하는 냉각 탑(42A ∼ 42H)의 대수를 제어해도 좋다. 예를 들면, 냉각탑(42F)과 냉각탑(42G) 사이의 주배관(j1, j2)에 배치된 개폐밸브(68)을 닫음으로써 냉각탑(42A ∼ 42F)을 사용할 수 있어 가동 대수를 8대로부터 6대로 줄일 수 있다.In summer, when the outside air temperature is high, a freezer operation using the
다음에 하절기와 동절기 사이의 외기 온도일 때에 행하는 중간 운전에 대해서 설명한다. 중간 운전은 냉동기(44X, 44Y, 44Z)와 냉각탑(42A ∼ 42H)의 일부를 냉열원으로 하는 운전이며, 개폐밸브(62X, 62Y, 62Z, 63X, 63Y, 63Z)를 열고, 개폐밸브(60X, 60Y, 60Z)를 닫는다. 그에 따라 냉각탑(42A ∼ 42H)의 일부와 증발기(48X, 48Y, 48Z)가 직렬로 접속되므로 냉각수는 우선 냉각탑(42A ~ 42H)의 일부에서 예비 냉각된 후, 증발기(48X, 48Y, 48Z)에서 냉각되어 부하부(24X, 24Y, 24Z)로 공급된다. 따라서 냉각탑(42A ~ 42H)의 일부와 냉동기(44X, 44Y, 44Z)를 냉열원으로서 병용할 수 있다. 또한 중간 운전에서는 냉각탑(42A ~ 42H)의 나머지 일부와 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 응축기(46X, 46Y, 46Z)를 접속함으로써 냉각탑(42A ~ 42H)의 나머지 일부에서 냉각한 냉각수가 응축기(46X, 46Y, 46Z)로 순환 공급되어 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 냉각에 사용된다.Next, the intermediate operation performed at the outside temperature between summer and winter will be described. The intermediate operation is an operation in which the
중간운전시 개폐밸브(68; 도 1 참조)의 어느 것인가를 개폐함으로써 사용하는 냉각탑(42A ∼ 42H)의 대수를 제어할 수 있다. 그 하나의 예로서 냉각탑(42F)과 냉각탑(42G)의 사이, 냉각탑(42D)과 냉각탑(42E)의 사이, 냉각탑(42C)과 냉각 탑(42D)의 사이에서 주배관(j1, j2) 상의 개폐밸브(68)을 닫은 예를 도 2b에 나타냈다. 이 예에서는 냉각탑(42G, 42H)의 2대가 냉동기(44X)의 증발기(48X)에 직렬로 접속되고 냉각탑(42E, 42F)의 2대가 냉동기(44Y)의 증발기(48Y)에 직렬로 접속되어 냉각탑(42D)의 1대가 냉동기(44Z)의 증발기(48Z)에 직렬로 접속된다. 따라서 예비 냉각용 냉각탑 대수를 2대, 2대, 1대로 제어할 수 있다. 한편으로 냉각탑(42A ∼42C)의 3대가 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 응축기(46X, 46Y, 46Z)에 접속된다. 따라서 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 냉각수단으로서 이용하는 냉각탑 대수를 3대로 제어할 수 있다. 또한 상기는 일예이며, 닫는 개폐밸브(68)의 위치를 바꿈으로써 각 계통에서의 예비 냉각용 냉각탑 대수와, 냉동기 냉각용 냉각탑 대수를 개별로 제어할 수 있다.The number of
외기 온도가 낮은 동절기에는 냉각탑(42A ∼ 42H)의 어느 것인가를 냉열원으로 하는 프리쿨링 운전을 한다. 이 프리쿨링 운전에서는 개폐밸브(62X, 62Y, 62Z, 63X, 63Y, 63Z)를 열고, 개폐밸브(60X, 60Y, 60Z)을 닫는다. 그에 따라 중간 운전과 마찬가지로 냉각탑(42A ∼ 42H)의 어느 것인가가 부하부(24X, 24Y, 24Z)에 접속된다. 이때 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 운전을 정지함으로써 냉각탑(42A ∼ 42H)에서 냉각된 냉각수가 부하부(24X, 24Y, 24Z)로 순환 공급되어 냉각탑(42A ∼ 42H)을 냉열원으로 한 프리쿨링 운전이 행하여진다. 또한 프리쿨링 운전 때에도 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 사용하는 냉각탑(42A ∼ 42H)의 대수를 각 계통에서 개별로 제어할 수 있다. 또 부하부(24X, 24Y, 24Z)의 계통 마다에 다른 냉각탑(42A ∼ 42H)이 접속되므로 그 계통마다 최적인 온도 및 양의 냉각수를 생성할 수 있다.In winter, when the outside air temperature is low, precooling operation is performed using any of the
상술한 냉동기 운전, 중간 운전, 프리쿨링 운전은 외기 온도나 부하 조건에 따라서 자동적으로 스위칭 되도록 되어 있다. 또한 그때의 운전모드의 변경은 부하 부(24X, 24Y, 24Z)의 모든 계통에서 동시에 스위칭하는 것에 한정되는 것은 아니고, 각 계통에서 개별로 제어하도록 해도 된다. 예를 들면 부하부(24X, 24Y)의 계통에서 중간 운전이나 프리쿨링 운전을 행하는 한편 부하부(24Z)의 계통에서 냉동기 운전을 하도록 해도 된다. 이 경우 부하부(24Z)의 계통에서 예비냉각용 냉각탑이나 프리쿨링용 냉각탑이 불필요해지므로 부하부(24X), 부하부(24Y)의 계통에 사용하는 냉각탑 대수를 늘릴 수 있다.The above-mentioned freezer operation, intermediate operation, and precooling operation are automatically switched according to the outside temperature or the load condition. In addition, the change of the operation mode at that time is not limited to switching simultaneously in all the systems of the
운전모드의 다양한 조합과 그때의 냉각탑 대수는 외기 온도와 부하 조건을 입력값으로 하여 다양한 패턴을 시뮬레이션한다. 그 결과로 필요 최소의 냉열량을 구해, 이 냉열량을 조달하도록 냉각탑(42A ∼ 42H)을 선택해서 가동시킨다. 그에 따라 시스템 전체로서의 에너지 소비량을 감소시킬 수 있다.Various combinations of operating modes and the number of cooling towers at that time simulate various patterns with the input of outside temperature and load conditions. As a result, the required minimum amount of cooling heat is obtained, and the
이상 설명한 바와 같이 본 실시의 형태에 의하면, 냉동기 운전, 중간운전, 프리쿨링 운전의 각 운전모드에서의 냉각탑 대수를 제어할 수 있으므로 필요 최소대수의 냉각탑(42A ∼ 42H)을 가동시킴으로써 소비 에너지를 감소시킬 수 있다.As described above, according to this embodiment, since the number of cooling towers in each operation mode of the refrigerator operation, the intermediate operation, and the precooling operation can be controlled, the required energy consumption is reduced by operating the minimum number of
한편 상술한 실시형태에 있어서, 냉동기(44X, 44Y, 44Z)를 터보 냉동기로 하여 인버터 제어하면 좋다. 이 경우 냉동기(44X, 44Y, 44Z)의 소비 에너지를 감소시키는 것이 가능해진다.In the embodiment described above, the inverters may be controlled using the
또한 상술한 실시형태에 있어서, 펌프(50X, 50Y, 50Z, 52X, 52Y, 52Z, 58X, 58Y, 58Z)의 회전수를 인버터에 의해 제어하면 좋다. 그에 따라 냉각수의 유량을 제어할 수 있어 냉각수의 순환에 써버리는 소비 에너지를 감소시킬 수 있다.In the above-described embodiment, the rotation speed of the
한편 상술한 실시형태는 중간 운전시나 프리쿨링 운전시에 부하부 (24X, 24Y, 24Z) 각각의 냉각탑 대수가 2대, 2대, 1대가 되도록 배관을 접속한 예이지만, 배관의 접속은 이것에 한정하는 것은 아니고 다양한 태양이 가능하다. 예컨대 도 3은 부하부(24X)의 냉각탑 대수를 증가할 수 있도록 한 예이다. 동 도면의 공조시스템에서는 바이패스용 배관(80, 82)이 설치되어 있어 배관(80)의 일단(도면 중의 우단)은 배관(x6)에 접속되어 타단(도면 중의 좌단)은 분기되어 각각이 배관(a2, b2, c2)에 연통(連通) 가능하게 되도록 주배관(j2)에 접속된다. 배관(82)의 일단(도면 중의 우단)은 배관(x5)에 접속되어 타단(도면 중의 좌단)은 분기되어 각각이 배관(a1, b1, c1)에 연통(連通) 가능하게 되도록 주배관(j1)에 접속된다. 또한 배관(80)의 분기관 부분과 배관(82)의 분기관 부분에는 각각 개폐밸브(84)가 설치되어 있어 이 개폐밸브(84)를 개폐함으로써 냉각탑(42A, 42B, 42C)이 각각 배관(x5, x6)을 통해서 부하부(24X)에 연통 또는 차단된다. 각각의 개폐밸브(84)는 제어장치(70)에 전기적으로 접속되어 있어 제어장치(70)에 의해 개폐 제어된다. 따라서 제어장치(70)는 냉각탑(42A, 42B, 42C)을 부하부(24X) 용으로서 가동할 것인가 아닌가를 선택할 수 있다.On the other hand, the above-described embodiment is an example in which pipes are connected so that the number of cooling towers of each of the
상기한 바와 같이 구성된 도 3의 공조 시스템에서는 프리쿨링시에 냉각 탑(42E, 42F)의 2대를 부하부(24Y) 용으로서 가동시키면서 냉각 탑(42A, 42B, 42C, 42G, 42H)의 5대를 부하부(24X) 용으로서 가동시킬 수 있어 부하부(24X) 용의 냉각 탑 대수를 0대 ∼ 5대로 제어할 수 있다. 또한 부하부(24Y), 부하부(24Z)의 프리 쿨링 운전을 정지하면, 부하부(24X) 용의 냉각탑 대수를 0 ∼ 8대로 제어할 수도 있다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 부하부(24X) 용의 냉각탑 대수를 증가시킬 수 있어 프리쿨링 운전을 장기간에 걸쳐 행할 수 있다.In the air conditioning system of FIG. 3 configured as described above, 5 of the
도 4는 도 1의 공조시스템(10)의 변형예를 나타내고 있다. 동 도면에 나타낸 공조시스템은 부하부(24Z)에서 중간 운전과 프리쿨링 운전을 행하지 않는 시스템 구성으로 되어 있다. 즉, 도 4의 공조시스템은 도 1의 공조시스템(10)과 비교해서 도 1의 냉각탑(42D), 배관(d1, d2, z5, z6), 개폐밸브(60Z, 62Z, 63Z), 3웨이 밸브(64Z), 바이패스관(66Z)이 없어 저비용화된 구성으로 되어 있다. 또한 배관(y5)과 주배관(j1)의 접속위치, 배관(y6)과 주배관(j2)의 접속위치가 다르게 되어 있다.FIG. 4 shows a modification of the
상기한 바와 같이 구성된 도 4의 공조시스템의 운전예로는 예컨대 외기 온도가 높은 시기(예를 들면 6월 ∼ 9월)에 모든 부하부(24X, 24Y, 24Z)에서 냉동기 운전을 행한다. 그때 특히 외기 온도가 높은 시기(예컨대 7월과 8월)에 냉각탑 대수를 6대(42A, 42B, 42C, 42E, 42F, 42G)로 제어하고, 그보다도 외기 온도가 약간 낮은 시기(예를 들면 6월과 9월)에 냉각탑 대수를 5대(42A, 42B, 42C, 42E, 42F)로 제어한다. 또한 냉각탑 대수의 제어는 상술한 도 1의 공조시스템과 마찬가지로 제어장치(70)에 의해 개폐밸브(68)나 냉각탑(42A ∼ 42H)을 제어함으로써 행한다.As an example of the operation of the air conditioning system of FIG. 4 configured as described above, the refrigerator operation is performed in all the
외기 온도가 냉동기 운전시보다도 약간 떨어진 시기(예컨대 5월과 10월)에서는 부하부(24Y, 24Z)에서 냉동 운전을 행하는 한편으로 부하부(24X)에서는 프리쿨링 운전으로 스위칭한다. 그때 냉각탑(42A ∼ 42C)의 3대를 냉동기(44Y, 44Z)의 응축기(46Y, 46Z)에 연통시켜 부하부(24Y, 24Z)의 냉동기 운전에 사용한다. 또한 냉각탑(42E ∼ 42H)의 4대를 부하부(24X)의 프리쿨링 운전에 사용한다.When the outside air temperature is slightly lower than during the freezer operation (for example, May and October), the freezing operation is performed in the
외기 온도가 저하한 시기(예를 들면 11월 ∼ 4월)는 부하부(24X, 24Y)에서 프리쿨링을 행한다. 그때 외기 온도에 따라서 냉각탑 대수를 변경하면 좋다. 구체적으로는 외기 온도가 약간 높은 시기(예컨대 11월과 4월)는 부하부(24Y)의 냉각탑 대수를 5대(42A, 42B, 42C, 42E, 42F)로 증가시켜 부하부(24X)의 냉각탑 대수를 2대(42G, 42H)로 감소시킨다. 또한 외기 온도가 낮은 시기(예를 들면 12월 ∼ 3월)는 부하부(24Y)의 냉각탑 대수를 4대(42A, 42B, 42C, 42E)로 감소시켜 부하부(24X)의 냉각탑 대수를 3대(42F, 42G, 42H)로 증가시킨다.Pre-cooling is performed in the
더구나 상기한 운전 패턴은 외기 습구온도(濕球溫度)와 부하부(24X ∼ 24Z)의 부하 조건에 근거하여 결정하면 된다. 예컨대 외기 습구온도와 부하 조건에 의해 에너지 소비량을 평가함수로 한 대수와 계통의 최적화 연산으로 대수의 스위칭 제어를 행하면 좋다. 또한 연산 결과를 테이블화 하여 제어하여도 된다.Moreover, what is necessary is just to determine the said operation pattern based on the external air wet bulb temperature and the load conditions of the
(제2의 실시형태)(2nd embodiment)
도 5는 제 2 실시형태의 공조시스템(11)의 구성을 모식적으로 나타낸 시스템도이다. 동 도면에 나타낸 공조시스템(11)은 1계통의 부하부(24)를 공조하는 시스템이다. 또한 도 1에 나타낸 제 1 실시형태와 같은 구성, 작용을 갖는 부재에 대해서는 같은 부호(X ∼ Z를 제외한다)를 첨부하여 그 설명을 생략한다.FIG. 5 is a system diagram schematically showing the configuration of the
도 5에 나타낸 공조시스템(11)은 1대의 냉동기(44)와, 3대의 냉각탑(42A ∼ 42C)를 구비한다. 냉동기(44)의 응축기(46)는 각 냉각탑(42A ∼ 42C)에 접속되어 냉각탑(42A ∼ 42C)은 응축기(46)에 대하여 병렬로 접속된다. 즉, 냉각탑(42A ∼ 42C)에는 냉각수 유출용 배관(a1 ∼ c1)이 접속되어 이 배관(a1 ∼ c1)이 주배 관(j1)에 접속된 후 주배관(j1)이 응축기(46)에 접속된다. 그리고 응축기(46)에 접속된 주배관(j2)이 냉각수 유출용 배관(a2 ∼ c2)으로 분기되어 이 배관(a2 ∼ c2)이 각 냉각탑(42A ∼ 42C)에 접속된다. 더구나 주배관(j1)에는 펌프(52)가 배치 설치되어 있어 이 펌프(52)를 구동함으로써 냉각수가 냉각탑(42A ∼ 42C)과 응축기(46)의 사이를 순환함과 동시에 그 순환량이 조절된다. 또한 주배관(j2)에는 3웨이 밸브(54)가 설치되어 주배관(j2)을 흐르는 냉각수의 일부를 바이패스용 배관(56)을 통해서 주배관(j1)으로 흘러 유량을 조절할 수 있다.The
냉동기(44)의 증발기(48)는 배관(k3, k4)을 통해 부하부(24)에 접속된다. 배관(k3)에는 펌프(52)가 접속된다. 그에 따라 증발기(48)에서 냉각된 냉각수를 부하부(24)로 순환 공급할 수 있다.The
냉각탑(42A ∼ 42C)은 증발기(48)에 직렬로 접속된다. 즉, 배관(k3)은 배관(k6)을 통해서 주배관(j2)에 접속됨과 함께 배관(k5)을 통해서 주배관(j1)에 접속된다. 따라서 배관(k3)을 흐르는 냉각수는 배관(k6)과 주배관(j2)을 통해 냉각탑(42A ∼ 42C)의 적어도 하나에 흘러 주배관(j1)과 배관(k5)을 통해서 원래의 배관(k3)으로 되돌아간다. 그에 따라 냉각탑(42A ∼ 42C)이 냉동기(44)의 증발기(48)에 대해 직렬로 접속된다. 배관(k6)에는 펌프(58)가 설치되어 있어 이 펌프(58)를 구동함으로써 배관(k3)의 냉각수가 배관(k6)으로 흐른다. 또한 배관(k3)과 배관(k6)에는 그 접속부분의 바로 하류측에 개폐밸브(60, 62)가 설치된다. 또한 배관(k5)에는 개폐밸브(63)가 설치된다. 이들 개폐밸브(60, 62, 63)를 개폐 조작함으로써 배관(k3) 내의 냉각수를 냉각탑(42A ∼ 42C)으로 흘릴 것인가 아닌가를 선택 할 수 있다. 더구나 배관(k6)에는 3웨이 밸브(64)가 배치 설치되어 이 3웨이 밸브(64)를 조작함으로써 배관(k6)을 흐르는 냉각수의 일부가 바이패스관(66)을 통해 배관(k5)으로 흘러 유량 조절이 행해진다.
상술한 주배관(j1, j2)에는 냉각탑(42A ∼ 42C)을 선택하기 위한 복수의 개폐밸브(68)가 배치 설치되어 있다. 개폐밸브(68)는 주배관(j1) 상에서 배관(a1 ∼ c1)이 접속되는 접속부분 끼리의 사이 또는 주배관(j2) 상에서 배관(a2 ∼ c2)이 접속되는 접속부분 끼리의 사이에 배치 설치된다. 이 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 냉각수가 순환하는 냉각탑(42A ∼ 42C)을 선택할 수 있다. 개폐밸브(68)의 개폐 조작은 제어장치(70)에 의해 행해진다.A plurality of on-off
제어장치(70)는 외기의 습구온도(濕球溫度)를 측정하는 센서(72)에 접속되어 센서(72)로부터 외기 온도의 측정데이터가 입력된다. 또한 제어장치(70)는 부하부(24)에 접속되어 있어 부하부(24)로부터 부하 조건의 데이터가 입력된다. 더구나 제어장치(70)는 냉각탑(42A ∼ 42C)의 팬 등의 구동장치(미도시)에 접속되어 있어 냉각탑(42A ∼ 42C)의 가동과 정지를 제어할 수 있도록 되어 있다. 제어장치(70)는 외기 온도와 부하 조건의 데이터로부터 시뮬레이션에 의해 필요 최소로 되는 냉각수의 유량을 구해 그 유량에 따른 냉각수를 공급할 수 있게 가동하는 냉각탑(42A ∼ 42C)을 결정한다. 그리고 그 냉각탑(42A ∼ 42C)을 가동시킴과 동시에 개폐밸브(68)를 제어하여 그 냉각탑(42A ∼ 42C)으로 냉각수를 순환시킨다. 또한 냉각수를 흘릴 필요가 없는 냉각탑(42A ∼ 42C)에 대해서는 냉각탑(42A ∼ 42C)을 정지시킨다.The
다음에 상기한 바와 같이 구성된 공조시스템(11)의 운전 방법에 대하여 설명한다.Next, the operation method of the
외기 온도가 높은 하절기에는 냉동기(44)를 냉열원으로 하는 냉동기 운전을 행한다. 냉동기 운전에서는 개폐밸브(60)를 열고, 개폐밸브(62, 63)를 닫는다. 그에 따라 도 6a에 나타낸 바와 같은 관로(管路) 구성이 형성된다. 동 도면에 나타낸 바와 같이 냉각탑(42A ∼ 42C)이 냉동기(44)의 응축기(46)에 접속되어 냉각탑(42A ∼ 42C)에서 냉각된 냉각수가 응축기(46)로 순환 공급됨과 동시에 냉동기(44)의 증발기(48)와 부하부(24)가 접속되어 증발기(48)에서 냉각된 냉각수가 부하부(24)로 공급된다. 따라서 냉동기(44)를 냉열원으로 하여 부하부(24)로 냉열을 공급할 수 있다. 이때 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐 조작함으로써 사용하는 냉각탑(42A ∼ 42C)의 대수를 제어하는 것도 가능하다.In summer, when the outside air temperature is high, a freezer operation using the
중간 운전에서는 개폐밸브(62, 63)를 열고, 개폐밸브(60)를 닫는다. 그에 따라 냉각탑(42A ∼ 42C)의 일부와 증발기(48)가 직렬로 접속되므로 냉각수는 우선 냉각탑(42A ∼ 42C)의 일부에서 냉각된 후 증발기(48)에서 냉각되어 부하부(24)로 공급된다. 따라서 냉각탑(42A ∼ 42C)의 일부와 냉동기(44)를 냉열원으로 하여 병용할 수 있다. 더구나 중간 운전에서는 냉각탑(42A ∼ 42C)의 나머지 일부와 냉동기(44)의 응축기(46)가 접속되어 있어 냉각탑(42A ∼ 42C)의 나머지 일부에서 냉각된 냉각수가 응축기(46)로 순환 공급되어 냉동기(44)의 냉각에 사용된다. 중간 운전 때에도 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 사용하는 냉각탑(42A ∼ 42C)의 대수를 제어하는 것이 가능하다. 그 일예로서 냉각탑(42A)과 냉각탑(42B)의 사이, 냉각탑(42B)과 냉각탑(42C)의 사이에서 개폐밸브(68)를 닫은 예를 도 6b에 나타냈다. 이 예에서는 냉각탑(42C)의 1대가 냉동기(44)의 증발기(48)에 직렬로 접속되므로 예비 냉각용 냉각탑 대수가 1대이다. 또한 냉각탑(42A)의 1대가 냉동기(44)의 응축기(46)에 접속되므로 냉동기(44)의 냉각수단으로서 이용하는 냉각탑 대수가 1대로 제어된다. 더구나 상기는 일예이며, 닫는 개폐밸브(68)의 위치를 변경함으로써 예비 냉각용 냉각탑 대수와 냉동기 냉각용 냉각탑 대수를 개별로 제어할 수 있다.In the intermediate operation, the on / off
외기 온도가 낮은 동절기에는 냉각탑(42A ∼ 42C)의 어느 것인가를 냉열원으로 하는 프리쿨링 운전을 행한다. 이 프리쿨링 운전에서는 개폐밸브(60)를 닫는다. 그에 따라 중간 운전과 마찬가지로 냉각탑(42A ∼ 42C)이 부하부(24)에 접속된다. 이때 냉동기(44)의 운전을 정지한다. 따라서 냉각탑(42A ∼ 42C)에서 냉각된 냉각수가 부하부(24)로 순환 공급되어 냉각탑(42A ∼ 42C)을 냉열원으로 한 프리쿨링 운전이 행해진다. 더구나 프리쿨링 운전 때에도 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 사용하는 냉각탑(42A ∼ 42C)의 대수를 제어할 수 있다. 예를 들면 도 6c와 같이 2대의 냉각탑(42B, 42C)을 프리쿨링 운전에 사용할 수 있다.In winter, when the outside air temperature is low, precooling operation is performed using any of the
이와 같이 본 실시의 형태에 의하면, 냉동기운전, 중간운전, 프리쿨링 운전의 각 운전모드에서의 냉각탑 대수를 제어할 수 있으므로 필요 최소 대수의 냉각탑(42A ∼ 42C)을 가동시킴으로써 에너지 소비량을 삭감할 수 있다.Thus, according to this embodiment, since the number of cooling towers in each operation mode of a refrigerator operation, an intermediate operation, and a precooling operation can be controlled, energy consumption can be reduced by operating the minimum required number of
또한 상술한 제 1, 2의 실시형태에서는 냉각탑의 가동 대수를 제어하도록 했지만, 모든 냉각탑을 가동시킨 채 냉각수 순환처의 할당 대수를 변경하도록 해도 좋다.In addition, although the number of movable towers of the cooling tower was controlled in 1st and 2nd embodiment mentioned above, you may make it change the allocation number of a cooling water circulation destination, operating all the cooling towers.
(제3의 실시형태)(Third embodiment)
도 7은 제 3 실시형태의 공조시스템(10)의 구성을 모식적으로 나타낸 시스템도이다. 동 도면에 나타낸 공조시스템(10)은 1계통의 부하부(24)를 공조하는 시스템이다. 또한 도 1에 나타낸 제 1 실시형태와 같은 구성, 작용을 갖는 부재에 대해서는 같은 부호를 첨부하여 그 설명을 생략하는 경우가 있다.FIG. 7 is a system diagram schematically showing the configuration of the
제 1의 실시형태와 비교하면, 냉각탑 및 냉동기의 수량을 제외하고 제 3의 실시형태는 냉각탑이 열교환기를 구비한 개방식 냉각탑이며, 부하부가 1계통이다.Compared with the first embodiment, except for the number of cooling towers and freezers, the third embodiment is an open cooling tower in which the cooling tower is provided with a heat exchanger, and the load portion is one system.
도 7에 나타낸 공조시스템(10)은 2대의 냉동기(44X, 44Y)와, 5대의 냉각탑(42A ∼ 42E)과, 냉각탑(42A ∼ 42E)에 접속된 프리쿨링용 열교환기(80X, 80Y)를 구비한다. 본 실시의 형태에서 냉각탑(42A ∼ 42E)은 개방식 냉각탑으로 구성된다. 개방식 냉각탑은 냉각수를 살수하는 살수관과 살수된 냉각수를 집수하는 집수부를 구비하여 냉각수가 살수관에서 살수되어 외기와 접촉함으로써 증발열이 빼앗겨 냉각된다. 냉각탑(42A ∼ 42E)을 개방식 냉각으로 한 경우 냉동기(44X, 44Y)에서의 운전에서는 밀폐식 냉각탑에 비하여 냉동기(44X, 44Y)의 냉각수 온도가 저온으로 되어 냉동기(44X, 44Y)의 성적계수가 향상하고, 에너지 절약이 된다. 또한 개방식 냉각탑은 밀폐식 냉각탑에 비하여 설치 면적을 적게 할 수 있어 비용을 낮게 할 수 있다.The
열교환기(80V, 80Y), 냉각탑(42A ∼ 42E)과 부하부(24)의 접속관계를 설명한다. 냉각탑(42A ∼ 42E)에는 냉각수 유출용 배관(a1 ∼ e1)이 접속되어 이 배관 (a1 ∼ e1)이 주배관(j1)에 접속된다. 주배관(j1)은 배관(x5, y5)으로 분기된 후 열교환기(80X, 80Y)에 접속된다.The connection relationship between the
열교환기(80X, 80Y)에 냉각수 유출용 배관(x6, y6)이 접속되어 이 배관(x6, y6)이 주배관(j2)에 접속된다. 주배관(j2)은 배관(a2 ∼ e2)으로 분기되어 각 냉각탑(42A ∼ 42E)의 살수관(미도시)에 접속된다. 배관(x5, y5)에 각각 펌프(59x, 59y)가 배치 설치된다. 펌프(59x, 59y)를 개별로 구동 제어함으로써 각 열교환기(80X, 80Y)와 냉각탑(42A ∼ 42E)의 사이에서 개별로 냉각수가 순환된다.Cooling water outflow pipes x6 and y6 are connected to the
열교환기(80X)에 배관(x7)과 배관(x8)이 접속된다. 배관(x7)이 배관(x3)에 접속되고, 배관(x8)이 배관(x3, x4)에 접속된다. 또한 열교환기(80Y)에 배관(y7)과 배관(y8)이 접속된다. 배관(y7)이 배관(y3)에 접속되고, 배관(y8)이 배관(y4)에 접속된다. 그리고 열교환기(80X)는 배관(x3, x4, x7, x8)을 통해 부하부(24)에 접속된다. 열교환기(80Y)가 배관(y3, y4, y7, y8)을 통해 부하부(24)에 접속된다.The pipe x7 and the pipe x8 are connected to the
배관(x7)에 펌프(58X)가 배치 설치되고, 배관(y7)에 펌프(58Y)가 배치 설치된다. 펌프(58X)를 구동함으로써 열교환기(80X)와 부하부(24)의 사이에서 냉수를 순환할 수 있다. 마찬가지로 펌프(58Y)를 구동함으로써 열교환기(80Y)와 부하부( 24)의 사이에서 냉수를 순환할 수 있다.The
배관(x3)에 개폐밸브(60X)가 설치되고, 배관(x7)에 개폐밸브(62X)가 설치되며, 배관(x8)에 개폐밸브(63X)가 설치된다. 이들 개폐밸브(60X, 62X, 63X)를 개폐 조작함으로써 배관(x3, x4) 내의 냉각수를 열교환기(80X)에 흘릴 것인가, 냉동기(44X)에 흘릴지가 선택된다.Open /
마찬가지로 배관(y3)에 개폐밸브(60Y)가 설치되고, 배관(y7)에 개폐밸브( 62Y)가 설치되며, 배관(y8)에 개폐밸브(63Y)가 설치된다. 이들 개폐밸브(60Y, 62Y, 63Y)를 개폐 조작함으로써 배관(y3, y4) 내의 냉수를 열교환기(80Y)에 흘릴 것인가, 냉동기(44Y)에 흘릴지가 선택된다.Similarly, the on-off
다음에 냉동기(44X, 44Y), 냉각탑(42A ∼ 42E)과 부하부(24)의 접속관계를 설명한다. 냉동기(44X, 44Y)는 내부에 각각 응축기(46X, 46Y)와 증발기(48X, 48Y)를 구비한다. 증발기(48X)는 배관(x3, x4)을 통해 부하부(24)에 접속된다. 또한 증발기(48Y)는 배관(y3, y4)을 통해 부하부(24)에 접속된다.Next, the connection relationship between the
냉동기(44X, 44Y)의 응축기(46X, 46Y)는 각각 냉각탑(42A ∼ 42E)에 접속된다. 냉각탑(42A ∼ 42E)은 응축기(46X, 46Y)에 대해 병렬로 접속된다. 냉각탑(42A ∼ 42E)에는 냉각수 유출용 배관(a1 ∼ e1)이 접속되어 이 배관(a1 ∼ e1)이 주배관(j1)에 접속된다. 주배관(j1)은 배관(x1, y1)으로 분기된 후 각 응축기(46X, 46Y)에 접속된다. 응축기(46X, 46Y)에는 냉각수 유출용 배관(x2, y2)에 접속되어 이 배관(x2, y2)이 주배관(j2)에 접속된다. 주배관(j2)은 배관(a2 ∼ e2)으로 분기되어 각 냉각탑(42A ∼ 42E)의 살수관(미도시)에 접속된다. 그에 따라 각 냉각탑(42A ∼ 42E)에서 냉각된 냉각수를 응축기(46X, 46Y)로 순환 공급할 수 있어 냉각탑(42A ∼ 42E)을 냉동기(44X, 44Y)의 냉각수단으로서 이용할 수 있다.The
배관(x1, y1)에 각각 펌프(52x, 52y)가 배치 설치된다. 이 펌프(52x, 52y)를 개별로 구동 제어함으로써 각 응축기(46X, 46Y)에 개별로 냉각수가 순환되고, 또한 그 순환량이 조절된다.Pumps 52x and 52y are disposed in the pipes x1 and y1, respectively. By individually driving and controlling these pumps 52x and 52y, cooling water is circulated individually to each
냉동기(44X)의 증발기(48X)는 배관(x3, x4)을 통해 부하부(24)에 접속된다. 배관(x3)에는 펌프(50X)가 배치 설치되어 이 펌프(50X)를 구동함으로써 증발기( 48X)와 부하부(24)의 사이에서 냉수가 순환된다. 마찬가지로 냉동기(44Y)의 증발기(48Y)는 배관(y3, y4)을 통해 부하부(24)에 접속된다. 배관(y3)에는 펌프(50Y)가 배치 설치되어 이 펌프(50Y)를 구동함으로써 증발기(48Y)와 부하부(24)의 사이에서 냉수가 순환된다.The
배관(a1 ∼ e1)이 주배관(j1)에 접속되고, 배관(a2 ∼ e2)이 주배관(j2)에 접속되며, 상술한 냉각탑(42A ∼ 42E)은 냉동기(44X, 44Y)와 병렬 접속으로 된다. 마찬가지로 냉각탑(42A ∼ 42E)은 열교환기(80X, 80Y)와 병렬 접속으로 된다. 본 실시의 형태에서 주배관(j1, j2)은 열교환기(80X, 80Y)와 냉동기(44X, 44Y)에 대하여 공통인 냉각수의 순환 경로를 형성한다.Pipes a1 to e1 are connected to the main pipe j1, pipes a2 to e2 are connected to the main pipe j2, and the
상술한 주배관(j1, j2)에는 냉각탑(42A ∼ 42E)을 선택하기 위한 복수의 개폐밸브(68)가 배치 설치되어 있다. 개폐밸브(68)는 주배관(j1) 상에서 배관(a1 ∼ e1)이 접속되는 접속부분 끼리의 사이, 또는 주배관(j2) 상에서 배관(a2 ∼ e2)이 접속되는 접속부분 끼리의 사이에 배치 설치된다. 이 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 냉각수가 순환하는 냉각탑(42A ∼ 42E)을 선택할 수 있다. 개폐밸브(68)의 개폐 조작은 제어장치(70)에 의해 행해진다.The main pipes j1 and j2 described above are provided with a plurality of on-off
제어장치(70)는 외기의 습구온도(濕球溫度)를 측정하는 센서(72)에 접속되어 센서(72)로부터 외기 온도의 측정데이터가 입력된다. 또한 제어장치(70)는 부하부(24)에 접속되어 있어 부하부(24)로부터 부하 조건의 데이터가 입력된다. 게다가 제어장치(70)는 냉각탑(42A ∼ 42E)의 팬 등의 구동장치(미도시)에 접속되어 있어 냉각탑(42A ∼ 42E)의 가동과 정지를 제어할 수 있도록 되어 잇다. 제어장치(70)는 외기 온도와 부하 조건의 데이터로부터 시뮬레이션에 의해 가동하는 냉각탑(42A ∼ 42E)을 결정한다. 그리고 그 냉각탑(42A ∼ 42E)을 가동시킴과 동시에 개폐밸브( 68)를 제어하여 냉각탑(42A ∼ 42E)으로 냉각수를 순환시킨다. 또한 냉각수를 흘릴 필요가 없는 냉각탑(42A ∼ 42E)에 대해서는 냉각탑(42A ∼ 42E)을 정지시킨다.The
게다가 제어장치(70)에 의해 냉각탑(42A ∼ 42E)의 팬, 펌프(50X, 50Y, 52X, 52Y, 58X, 58Y, 59X, 59Y)에 설치된 각 인버터가 제어되어 냉동기, 팬이나 펌프의 합계 소비전력이 최소값이 되도록 구동된다.In addition, the
그 제어는 일례로서 다음과 같이 하여 행해지게 된다. 최초에 외기의 습구온도(濕球溫度), 부하, 냉각탑(42A ∼ 42E)의 출구의 냉각수 온도 및 열교환기(80X, 80Y)의 출구의 냉수 온도를 입력값으로 하여 냉각탑(42A ∼ 42E)의 팬, 펌프(50X, 50Y, 52X, 52Y, 58X, 58Y, 59X, 59Y) 등의 소비전력의 합계 값을 구하는 시뮬레이션을 행하는 시뮬레이터에 입력값 데이터를 입력한다. 이때 냉각수 온도 및 냉수 온도의입력 값을 변화시키면서 시뮬레이터에 입력값 데이터를 입력한다. 그 시뮬레이션의 결과로부터 소비전력의 합계 값이 최소로 되는 냉각탑(42A ∼ 42E)의 팬, 펌프(50X, 50Y, 52X, 52Y, 58X, 58Y, 59X, 59Y) 등의 펌프의 주파수(회전수)를 최적값으로서 취득한다. 제어장치(70)에 의해 실제의 냉각수 온도 및 냉수 온도가 취득된 최적값으로 설정된다. 이 제어장치(70)에 의해 외기의 습구온도(濕球溫度) 상태와 냉각 부하량의 변화에 대응시켜 냉각펌프(52X, 52Y, 59X, 59Y) 및 냉수펌 프(50X, 50Y)의 인버터를 제어하여 유량을 변화시켜 에너지 절약이 실현된다 .The control is performed as follows as an example. Initially, the wet-bulb temperature of the outside air, the load, the coolant temperature at the outlet of the
냉동기를 운전하고 있는 계통에서는 냉동기, 냉각탑, 냉각수 펌프, 냉수 펌프의 소비전력의 합계 값을 구하는 시뮬레이션을 행하는 시뮬레이터를 이용해 소비전력의 합계 값이 최소로 되는 냉각수 펌프 주파수, 냉각수 온도 및 냉수 온도를 취득하여 냉각탑 팬이나 펌프를 제어한다.In the system running the freezer, a simulator that calculates the total power consumption of the freezer, cooling tower, cooling water pump, and cold water pump is used to acquire the cooling water pump frequency, the cooling water temperature, and the cold water temperature, which minimize the total power consumption. To control the cooling tower fans or pumps.
다음에 상기한 바와 같이 구성된 공조시스템(10)의 운전 방법에 대하여 설명한다. 외기 온도가 높은 하절기에는 냉동기(44X, 44Y)를 냉열원으로 하는 냉동기 운전을 행한다. 냉동기 운전에서는 개폐밸브(60X, 60Y)를 열고, 개폐밸브(62X, 62Y, 63X, 63Y)를 닫는다. 그에 따라 도 8a에 나타낸 바와 같은 관로(管路) 구성이 형성된다. 동 도면에 나타낸 바와 같이 냉각탑(42A ∼ 42E)이 냉동기(44X, 44Y)의 응축기(46X, 46Y)에 접속된다. 펌프(52X, 52Y)를 구동함으로써 냉각탑(42A ∼ 42E)에서 냉각된 냉각수가 응축기(46X, 46Y)로 순환 공급된다. 냉동기(44X, 44Y)의 증발기(48X, 48Y)와 부하부(24)가 접속된다. 펌프(50X, 50Y)를 구동함으로써 증발기(48X, 48Y)에서 냉각된 냉수가 부하부(24)로 공급된다. 따라서 냉동기(44X, 44Y)를 냉열원으로 하여 부하부(24)로 냉열을 공급할 수 있다. 이때 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐 조작함으로써 사용하는 냉각탑(42A ∼ 42E)의 대수를 제어하는 것도 가능하다.Next, the operation method of the
외기 온도가 낮은 동절기에는 냉각탑(42A ∼ 42E)의 어느 것인가를 냉열원으로 하는 프리쿨링 운전을 행한다. 이 프리쿨링 운전에서는 펌프(50X, 50Y)를 정지하며, 개폐밸브(60X, 60Y)를 닫고 개폐밸브(62X, 62Y, 63X, 63Y)를 연다 개폐밸 브(63X, 63Y)의 압력 손실이 펌프(50X, 50Y)의 압력 손실보다 적으므로 열교환기(80X, 80Y)로부터의 냉수는 배관(x8, y8)을 흐르고, 다시 개폐밸브(63X, 63Y)를 통해 부하부(24)로 흐른다. 그에 따라 냉각탑(42A ∼ 42E)이 열교환기(80X, 80Y)에 접속되어 열교환기(80X, 80Y)가 부하부(24)에 접속된다. 이때 냉동기(44X, 44Y)의 운전이 정지된다. 펌프(59X, 59Y)를 구동함으로써 냉각탑(42A ∼ 42E)에서 냉각된 냉각수가 열교환기(80X, 80Y)로 순환 공급된다. 펌프(58X, 58Y)를 구동함으로써 열교환기(80X, 80Y)에서 냉각된 냉각수가 부하부(24)로 공급된다. 게다가 프리쿨링 운전 때에도 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 사용하는 냉각탑(42A ∼ 42E)의 대수를 제어할 수 있다. 예를 들면 도 8b와 같이 3대의 냉각탑(42C ∼ 42E)을 프리쿨링 운전에 사용할 수 있다.In winter, when the outside air temperature is low, precooling operation is performed using any of the
다음에 하절기와 동절기 사이의 외기 온도인 때에 행하는 중간 운전에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 중간 운전은 냉각탑을 냉동기측과 프리쿨링용 열교환기측으로 스위칭한다. 즉, 냉동기(44X, 44Y)와 냉각탑(42A ∼ 42E)의 일부를 냉열원으로 하는 운전으로 된다. 냉각탑(42B)과 냉각탑(42C) 사이 입구측의 개폐밸브(68)와 출구측의 개폐밸브(68)를 닫는다. 외기 온도나 부하 조건에 의해 냉각탑(42A)과 냉각탑(42B) 사이의 개폐밸브(68)나 냉각탑(42C)RHK 냉각탑(42D) 사이의 개폐밸브(68)로 스위칭한다. 개폐밸브(60X, 63X, 60Y, 63Y)를 닫고, 개폐밸브(62X, 62Y)를 연다. 그에 따라 프리쿨링용 열교환기의 후단에 냉동기로 통수(通水)하는 경로가 형성된다. 따라서 냉수는 화살표로 나타낸 바와 같이 배관(x3, x7), 열교환기(80x), 배관(x8, x3, x4)을 흘러 증발기(48x)로 순환 공급된다. 마찬가지로 냉수 는 화살표로 나타낸 바와 같이 배관(y3, y7), 열교환기(80y), 배관(y8, y3, y4)을 흘러 증발기(48y)로 순환 공급된다.Next, the intermediate operation | movement performed at the outdoor air temperature between summer and winter is demonstrated with reference to FIG. The intermediate operation switches the cooling tower to the freezer side and the precooling heat exchanger side. That is, operation | movement which uses the
이와 같이 본 실시의 형태에 의하면, 냉동기운전, 중간운전, 프리쿨링 운전의 각 운전모드에서의 냉각탑 대수를 제어할 수 있으므로 필요 최소 대수의 냉각탑(42A ∼ 42E)을 가동시킴으로써 에너지 소비량을 삭감할 수 있다.Thus, according to this embodiment, since the number of cooling towers in each operation mode of a freezer operation, an intermediate operation, and a precooling operation can be controlled, energy consumption can be reduced by operating the minimum required number of
또한 개폐밸브(63X, 63Y)를 포함하는 배관 계통을 없애고, 즉, 배관(x3)과 배관(x4)을 접속하는 배관, 배관(y3)과 배관(y4)을 접속하는 배관을 없애고, 도 6과 마찬가지로 프리쿨링 운전시 중간운전의 경우에 냉동기로 냉수를 통수(通水)하여 냉동기운전, 중간운전, 프리쿨링 운전시에 대응시켜도 된다.In addition, the piping system including the on-off
도 10은 도 7의 공조시스템(10)의 변형예를 나타내고 있다. 도 10에 나타낸 공조시스템은 냉각탑 마다에 통수하는 냉각수 계통을 스위칭 가능한 배관계통을 구비하고 있다.FIG. 10 shows a modification of the
도 10에 나타낸 바와 같이 주배관(j1)이 배관(x2, y2)을 통해서 냉동기(44X, 44Y)와 접속된다. 주배관(j2)이 배관(x1, y1)을 통해서 냉동기(44X, 44Y)와 접속된다. 주배관(j1)에 배관(a1 ∼ e1)이 접속되어 냉각탑(42A ∼ 42E)과 주배관(j1)이 배관(a1 ∼ e1)을 통해서 접속된다. 배관(a1 ∼ e1)에 각각 개폐밸브(68)가 설치된다. 주배관(j2)에 배관(a2 ∼ e2)이 접속되어 냉각탑(42A ∼ 42E)과 주배관(j2)이 배관(a2 ∼ e2)을 통해서 접속된다. 배관(a2 ∼ e2)에 각각 개폐밸브(68)가 설치된다.As shown in FIG. 10, the main pipe j1 is connected to the
한편 주배관(j3)이 배관(x5, y5)을 통해서 열교환기(80X, 80Y)와 접속된다. 또한 주배관(j4)이 배관(x6, y6)을 통해서 열교환기(80X, 80Y)와 접속된다. 주배관(j3)에 배관(a3 ∼ e3)이 접속되어 냉각탑(42A ∼ 42E)과 주배관(j3)이 배관(a3 ∼ e3)을 통해서 접속된다. 배관(a3 ∼ e3)에 각각 개폐밸브(68)가 설치된다. 주배관(j4)에 배관(a4 ∼ e4)이 접속되어 냉각탑(42A ∼ 42E)과 주배관(j4)이 배관(a4 ∼ e4)을 통해서 접속된다. 배관(a4 ∼ e4)에 각각 개폐밸브(68)가 설치된다.On the other hand, the main pipe j3 is connected to the
본 실시의 형태에서는 주배관(j1, j2)에 의해 냉동기(44X, 44Y)와 냉각탑(42A ∼ 42E)의 사이로 순환경로가 형성되어 주배관(j3, j4)에 의해 열교환기(80X, 80Y)와 냉각탑(42A ∼ 42E)의 사이로 순환경로가 형성된다.In the present embodiment, a circulation path is formed between the
배관(a1 ∼ e1, a2 ∼ e2, a3 ∼ e3, a4 ∼ e4)에 설치된 복수의 개폐밸브(68)의 어느 것인가를 개폐함으로써 냉각탑(42A ∼ 42E) 마다에 냉각수를 냉동기(44X, 44Y)와 프리쿨링용 열교환기(80X, 80Y)의 어느 것인가로 선택할 수 있다.By opening or closing any of the plurality of on / off
이와 같은 구성에 의해 냉각수를 배관으로 통수할 때 냉각수가 통과하는 개폐밸브의 수를 최소로 할 수 있다. 그에 따라 배관 저항이 적게되고, 펌프의 동력을 삭감할 수 있다. 본 실시의 형태에 있어서는 하나의 개폐밸브(68)를 통과하게 하는것 만으로 냉각탑(42A ∼ 42E)으로부터의 냉각수를 주배관(j1) 또는 주배관(j3)으로 통수할 수 있다.With such a configuration, the number of on-off valves through which the coolant passes when the coolant passes through the pipe can be minimized. As a result, the pipe resistance is reduced, and the power of the pump can be reduced. In the present embodiment, the cooling water from the
한편 도 7에 나타낸 구성에서 열교환기보다 먼 냉각 탑에서는 열교환기까지의 개폐밸브의 수가 많아 배관 저항이 크게된다. 예를 들면 냉각탑(42A)의 냉각수는 복수의 개폐밸브(68)를 통과하여 열교환기(80X, 80Y)로 통수된다.On the other hand, in the cooling tower farther than the heat exchanger in the configuration shown in FIG. For example, the cooling water of the
또한 도 10에 나타낸 공조시스템(10)에서는 열교환기나 냉동기로부터의 순서 에 관계없이 통수할 수 있다. 따라서 열교환기 계통과 냉동기 계통에의 스위칭 대상으로 되는 냉각탑 선택의 자유도가 높게 된다. 더구나 냉각탑의 입구출구의 계통은 분기이어도 된다.In addition, in the
도 1은 제1 실시형태의 공조시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 시스템도,1 is a system diagram schematically showing the configuration of an air conditioning system of a first embodiment;
도 2a 및 도 2b는 운전모드 마다의 관로(管路) 구성을 모식적으로 나타낸 도면,2A and 2B are diagrams schematically showing a conduit configuration for each operation mode;
도 3은 도 1과 다른 배관 구성의 공조시스템을 나타낸 시스템도,3 is a system diagram showing an air conditioning system having a piping configuration different from that of FIG. 1;
도 4는 도 1의 공조시스템의 변형예를 나타낸 시스템도,4 is a system diagram showing a modification of the air conditioning system of FIG. 1;
도 5는 제2 실시형태의 공조시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 시스템도,5 is a system diagram schematically showing a configuration of an air conditioning system according to a second embodiment;
도 6a 내지 도 6c는 운전모드 마다의 관로(管路) 구성을 모식적으로 나타낸 도면,6A to 6C are diagrams schematically showing a conduit configuration for each operation mode;
도 7은 제3 실시형태의 공조시스템의 구성을 모식적으로 나타낸 시스템도,7 is a system diagram schematically showing the configuration of an air conditioning system according to a third embodiment;
도 8a 및 도 8b는 운전모드 마다의 관로(管路) 구성을 모식적으로 나타낸 도면,8A and 8B are diagrams schematically showing a conduit configuration for each operation mode;
도 9는 운전모드 마다의 관로(管路) 구성을 모식적으로 나타낸 도면,9 is a diagram schematically showing a conduit configuration for each operation mode;
도 10은 도 7의 공조시스템의 변형예를 나타낸 시스템도 이다.FIG. 10 is a system diagram showing a modification of the air conditioning system of FIG. 7.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
10 : 공조시스템 12 : 크린룸설비10: air conditioning system 12: clean room equipment
24X, 24Y, 24Z : 부하부 42A ∼ 42H : 냉각탑24X, 24Y, 24Z:
44X, 44Y, 44Z : 냉동기 46X, 46Y, 46Z : 응축기44X, 44Y, 44Z:
48X, 48Y, 48Z : 증발기 68 : 개폐밸브 48X, 48Y, 48Z: evaporator 68: on / off valve
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