KR20120009338A - 칠러 및 그 운전 방법 - Google Patents

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KR20120009338A KR1020100071551A KR20100071551A KR20120009338A KR 20120009338 A KR20120009338 A KR 20120009338A KR 1020100071551 A KR1020100071551 A KR 1020100071551A KR 20100071551 A KR20100071551 A KR 20100071551A KR 20120009338 A KR20120009338 A KR 20120009338A
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 칠러는 냉매를 압축하는 터보 압축기와; 터보 압축기에서 압축된 냉매가 냉각탑에서 공급된 냉각수와 열교환되어 응축되는 쉘 튜브형 응축기와; 쉘 튜브형 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와; 팽창기구에서 팽창된 냉매가 냉수 수요처에서 공급된 냉수와 열교환되어 증발되는 쉘 튜브형 증발기와; 쉘 튜브형 증발기에 형성된 냉수 출수부를 통과하는 냉수 중 일부가 상기 쉘 튜브형 응축기에 형성된 냉각수 입수부로 유동되게 상기 냉수 출수부와 상기 냉각수 입수부를 연결하는 냉수 분기 유로와; 냉수 분기 유로에 설치되어 냉수를 조절하는 냉수 조절밸브를 포함하여, 간단한 구조로, 칠러의 운전시 발생될 수 있는 서징 현상을 사전에 방지할 수 있고, 칠러 운전시 발생될 수 있는 진동 및 소음을 최소화할 수 있으며, 터보 압축기의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

칠러 및 그 운전 방법{Chiller and Control process of the same}
본 발명은 칠러 및 그 운전 방법에 관한 것으로서, 특히 쉘 튜브형 증발기에서 냉매를 증발시킨 냉수가 압축비의 과도한 상승을 막기 위해 이용되는 칠러 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
일반적으로 칠러는, 냉수를 냉수 수요처로 공급하는 것으로서, 냉매가 순환되는 압축기와 쉘 튜브형 응축기와, 팽창기구와, 쉘 튜브형 증발기를 포함한다.
칠러는 쉘 튜브형 증발기가 수냉매 열교환기로 이루어져 냉매와 물을 열교환시키고, 냉수 수요처와 냉수 유로로 연결되어 냉매에 의해 냉각된 물을 냉수 수요처로 순환 공급한다.
본 발명은 냉수의 질량유량에 따른 압축비가 서징 범위에 도달되기 이전에 압축비를 낮추는 것에 의해 서징 현상을 사전에 방지할 수 있는 칠러를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 냉수의 조절에 의해 서징 현상을 사전에 방지할 수 있는 칠러의 운전 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 칠러는 냉매를 압축하는 터보 압축기와; 상기 터보 압축기에서 압축된 냉매가 냉각탑에서 공급된 냉각수와 열교환되어 응축되는 쉘 튜브형 응축기와; 상기 쉘 튜브형 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와; 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 냉수 수요처에서 공급된 냉수와 열교환되어 증발되는 쉘 튜브형 증발기와; 상기 쉘 튜브형 증발기에 형성된 냉수 출수부를 통과하는 냉수 중 일부가 상기 쉘 튜브형 응축기에 형성된 냉각수 입수부로 유동되게 상기 냉수 출수부와 상기 냉각수 입수부를 연결하는 냉수 분기 유로와; 상기 냉수 분기 유로에 설치되어 냉수를 조절하는 냉수 조절밸브를 포함한다.
상기 칠러는 냉수 질량유속과 압축비가 서징 영역 이전으로 설정된 프리 서징 영역이면, 상기 냉수 조절밸브를 개방하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 냉수 질량유속과 압축비가 상기 프리 서징 영역를 벗어나면 상기 냉수 조절밸브를 폐쇄할 수 있다.
상기 칠러는 상기 쉘 튜브형 증발기의 냉수 입수 유로에 설치된 냉수 입구 온도센서와; 상기 쉘 튜브형 증발기의 냉수 출수 유로에 설치된 냉수 출구 온도센서와; 상기 터보 압축기의 토출배관에 설치된 고압 센서와; 상기 터보 압축기의 흡입배관에 설치된 저압 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 냉수 입구 온도센서와 냉수 출구 온도센서와 고압 센서와 저압 센서의 감지값에 따라 상기 냉수 조절밸브를 개폐한다.
본 발명에 따른 칠러의 운전 방법은 칠러의 운전시 냉수의 질량유속과 압축비가 서징 영역 이전으로 설정된 프리 서징 영역이면, 쉘 튜브형 증발기의 냉수 출수부를 통과하는 냉수 중 일부를 쉘 튜브형 응축기의 냉각수 입수부로 유동시키는 냉수 유동 단계와; 상기 냉수 유동 단계 이후에, 냉수의 질량유속과 압축비가 상기 프리 서징 영역을 벗어나면, 상기 쉘 튜브형 증발기에서 상기 쉘 튜브형 응축기로 유동되는 냉수를 차단하는 냉수 차단 단계를 포함한다.
본 발명은 쉘 튜브형 응축기와 쉘 튜브형 증발기를 냉수 분기 유로로 연결하고, 냉수 분기 유로에 냉수 조절밸브를 설치하는 간단한 구조로, 칠러의 운전시 발생될 수 있는 서징 현상을 사전에 방지할 수 있고, 칠러 운전시 발생될 수 있는 진동 및 소음을 최소화할 수 있으며, 터보 압축기의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 쉘 튜브형 증발기에서 쉘 튜브형 응축기로 냉수를 유동/차단하는 간단한 운전으로 최적의 운전이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 칠러 일실시예가 도시된 개략도,
도 2는 도 1에 도시된 칠러의 구성이 도시된 도,
도 3은 도 2에 도시된 터보 압축기의 내부 구성이 도시된 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 칠러 일실시예의 냉수 질량 유속과 압축비에 따른 서징 영역과 프리 서징 영역을 도시한 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 칠러 일실시예의 제어 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 칠러의 운전 방법 일실시예가 도시된 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 칠러 일실시예가 도시된 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 칠러의 구성이 도시된 도이며, 도 3은 도 2에 도시된 터보 압축기의 내부 구성이 도시된 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 칠러 일실시예의 냉수 질량 유속과 압축비에 따른 서징 영역과 프리 서징 영역을 도시한 그래프이다.
본 실시예에 따른 칠러(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 터보 압축기(2)와; 터보 압축기(2)에서 압축된 냉매가 냉각탑(4)에서 공급된 냉각수와 열교환되어 응축되는 쉘 튜브형 응축기(6)와; 쉘 튜브형 응축기(6)에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구(8)와; 팽창기구(8)에서 팽창된 냉매가 냉수 수요처(10)에서 공급된 냉수와 열교환되어 증발되는 쉘 튜브형 증발기(12)를 포함한다.
터보 압축기(2)는 기상 냉매를 고속으로 회전하는 날개차(13)(14)를 통과하게 하여 그 원심력을 이용하여 기상 냉매에 압력을 가하는 원심식 압축기이다.
터보 압축기(2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매가 흡입되는 냉매 흡입 바디(15)와, 냉매 흡입 바디(15)와 연결되고 일측에 냉매 토출부(16)가 형성된 하우징(17)과, 하우징(17) 내부에 회전되게 배치되고 날개차(13)(14)가 설치되는 구동축(18)과, 구동축(18)을 회전시키게 연결된 모터(19)를 포함한다.
터보 압축기(2)는 쉘 튜브형 증발기(12)와 흡입배관(20)으로 연결되고, 쉘 튜브형 응축기(6)와 토출배관(21)으로 연결된다.
냉각탑(4)은 쉘 튜브형 응축기(6)에서 냉매와 열교환되면서 가열된 냉각수를 냉각시키는 것으로서, 쉘 튜브형 응축기(6)와 냉각수 유로(24)로 연결된다.
냉각수 유로(24)에는 냉각수가 냉각탑(4)과 쉘 튜브형 응축기(6)를 순환하게 펌핑시키는 냉각수 펌프(26)가 설치된다.
냉각수 유로(26)는 냉각탑(4)에서 냉각된 냉각수가 쉘 튜브형 응축기(6)로 입수되게 연결된 냉각수 입수 유로(28)와, 쉘 튜브형 응축기(6)에서 가열된 냉각수가 냉각탑(4)으로 출수되게 연결된 냉각수 출수 유로(30)를 포함하고, 냉각수 펌프(26)는 냉각수 입수 유로(28)와 냉각수 출수 유로(30) 중 일측에 설치된다.
쉘 튜브형 응축기(6)는 도 2에 도시된 바와 같이, 터보 압축기(2)에서 압축된 냉매가 통과하는 쉘(31)과, 쉘(31)의 단부를 막는 칸막이(32)(33)과, 칸막이(32)(33)에 결합되는 캡(34)(35)과, 칸막이(32)(33)를 관통하고 캡(34)(35)의 내부와 연통되며 냉각수가 통과하는 이너 튜브(36)를 포함한다.
쉘 튜브형 응축기(6)는 쉘(31)에 냉매가 유입되는 냉매 유입구(37)와, 냉매가 유출되는 냉매 유출구(38)가 형성된다.
쉘 튜브형 응축기(6)는 캡(34)(35)에 냉각수 유로(24) 중 냉각수 입수 유로(28)가 연결되는 냉각수 입수부(39)가 형성되고, 냉각수 유로(24) 중 냉각수 출수 유로(30)가 연결되는 냉각수 출수부(40)가 형성된다.
팽창기구(8)는 쉘 튜브형 응축기(6)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 것으로서, 캐필러리 튜브 또는 전자팽창밸브로 이루어진다.
냉수 수요처(10)는 실내 공기와 실외 공기를 혼합한 후 혼합 공기를 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 에어 핸들링 유닛(AHU: Air Handing Unit)으로 구성되는 것이 가능하고, 실내에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 팬 코일 유닛(FCU: Fan Coil Unit)으로 구성되는 것이 가능하며, 실내의 바닥에 매설된 바닥 배관 유닛으로 구성되는 것도 가능하며, 이하, 에어 핸들링 유닛으로 구성되는 것으로 설명한다.
에어 핸들링 유닛은 도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱(51)과, 케이싱(51) 내부에 설치되고 냉수가 통과하는 냉수 코일(52)과, 케이싱(51) 내부에 설치되고 실내 공기와 실외 공기를 흡입하여 실내로 송풍시키는 송풍기(53A)(53B)를 포함한다.
케이싱(51)에는 실내 공기 흡입부(54)와, 실내 공기 배출부(55)와, 외기 공기 흡입부(56)와, 공조 공기 배출부(57)가 형성되고, 송풍기(53)의 구동시 실내에서 실내 공기 흡입부(54)로 흡입된 공기 중 일부는 실내 공기 배출부(55)로 배출되며, 실내 공기 배출부(55)로 배출되지 않는 나머지는 실외 공기 흡입부(56)로 흡입된 실외 공기와 혼합되어 냉수 코일(52)과 열교환된다.
냉수 코일(52)과 열교환된 혼합 공기는 냉수 코일(52)에 의해 냉각되고 공조 공기 배출부(57)를 통해 실내로 토출된다.
냉수 수요처(10)는 냉수 코일(52)이 쉘 튜브형 증발기(12)와 냉수 유로(60)로 연결된다.
냉수 유로(60)에는 냉수가 냉수 수요처(10)와 쉘 튜브형 증발기(12)를 순환하게 펌핑시키는 냉수 펌프(62)가 설치된다.
냉각 유로(60)는 냉수 수요처(10)를 통과한 냉수가 쉘 튜브형 증발기(12)로 입수되게 연결된 냉수 입수 유로(64)와, 쉘 튜브형 증발기(12)에서 냉각된 냉수가 냉수 수요처(10)으로 출수되게 연결된 냉수 출수 유로(66)를 포함하고, 냉수 펌프(62)는 냉수 입수 유로(64)와 냉수 출수 유로(66) 중 일측에 설치된다.
쉘 튜브형 증발기(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 팽창기구(8)에서 압축된 냉매가 통과하는 쉘(71)과, 쉘(71)의 단부를 막는 칸막이(72)(73)과, 칸막이(72)(73)에 결합되는 캡(74)(75)과, 칸막이(72)(73)를 관통하고 캡(74)(75)의 내부와 연통되며 냉수가 통과하는 이너 튜브(76)를 포함한다.
쉘 튜브형 증발기(12)는 쉘(71)에 냉매가 유입되는 냉매 유입구(77)와, 냉매가 유출되는 냉매 유출구(78)가 형성된다.
쉘 튜브형 증발기(12)는 캡(74)(75)에 냉수 유로(60) 중 냉수 입수 유로(64)가 연결되는 냉수 입수부(79)가 형성되고, 냉수 유로(60) 중 냉수 출수 유로(66)가 연결되는 냉수 출수부(80)가 형성된다.
쉘(71)에는 쉘 튜브형 증발기(12)의 내부에 쌓이는 오일을 터보 압축기(2)의 흡입측으로 안내하는 오일 회수 유로(81)가 연결된다.
한편, 상기와 같이 구성된 칠러는 터보 압축기(2)의 구동 중에 쉘 튜브형 응축기(6)가 고온일 경우, 터보 압축기(2)의 날개차(13)(14)가 실속(失速)의 상태에서 도는 것에 의해 이음(異音)과 진동이 과다하게 발생되는 서징 현상이 발생될 수 있다.
칠러는 터보 압축기(2)의 구동 중에 도 4에 도시된 바와 같이, 냉수의 질량유속과 압축비가 서징 현상이 발생시키는 영역(A, Surging area)에 도달될 경우, 터보 압축기(2)의 구동을 정지하거나 터보 압축기(2)의 운전 용량을 낮추는 운전(즉, 서징 운전)에 의해 서징 현상을 방지할 수 있다.
칠러는 도 4에 도시된 바와 같이, 냉수의 질량유속과 압축비가 아직 서징 영역에 도달되지는 않았으나, 이전과 같이 구동할 경우 서징 영역에 도달될 수 있는 프리 서징 영역(B, Pre Surging Area)에 도달되었을 때, 쉘 튜브형 쉘 튜브형 응축기(6)를 냉각시키면, 냉수의 질량유속과 압축비가 서징 영역(A)에 도달되는 것을 사전에 방지할 수 있다.
여기서, 서징 영역(A)과 프리 서징 영역(B)은 칠러(1)의 제조/설계시 제조자/설계자 등에 의해 설정될 수 있고, 실험 등에 의해 설정되는 것이 가장 바람직하다.
프리 서징 영역(B)은 냉수의 질량유속에 따른 압축비가 증가할 때, 서징 영역 이전으로 설정되는 영역으로서, 서징 영역(A)과 근접한 압축비를 냉수의 질량유속에 따른 상한 압축비로 설정되고, 서징 영역(A)의 압축비 보다 대략 1.5~2.0 정도 낮은 하한 압축비로 설정되는 것이 가능하고, 냉수의 질량유속에 따른 압축비의 범위가 하한 압축비와 상한 압축비 사이에 도달되면, 프리 서징 영역에 도달되는 것으로 판단되는 것이 가능하다.
칠러는 쉘 튜브형 증발기(12)에서 냉각된 냉수 중 일부를 쉘 튜브형 쉘 튜브형 응축기(6)로 유입되는 냉각수에 혼합하여 쉘 튜브형 튜브 쉘 튜브형 응축기(6)로 유동시킬 경우, 쉘 튜브형 응축기(6)의 응축 온도 및 응축 압력은 하강되고, 냉수의 질량유량에 따른 압축비가 프리 서징 영역(B) 미만으로 관리될 수 있게 된다.
칠러는 도 4에 도시된 바와 같이, 냉수의 질량유속이 9.5kg/s이고 압축비가 2.5(x)로 운전인 도중에 냉각탑(4)이 냉각수를 충분하게 냉각시켜주지 못하는 등에 의해 쉘 튜브형 응축기(6)로 입수되는 냉각수의 온도가 상승되면, 압축비가 4.8(y)로 증가될 수 있고, 이때, 쉘 튜브형 증발기(12)에서 냉각된 후 냉수 출수부(80)를 통과하는 냉수 중 일부를 쉘 튜브형 응축기(6)의 냉각수 입수부(39)로 유동시키면, 냉수의 질량유속에 대응되는 압축비는 4.8(y) 미만으로 낮아지고, 칠러는 서징 현상이 발생되기 이전에 서징 현상을 사전에 방지할 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 칠러는 도 2에 도시된 바와 같이, 쉘 튜브형 증발기(12)에서 냉각된 냉수 중 일부를 쉘 튜브형 쉘 튜브형 응축기(6)로 유동시키기 위한 냉수 분기 유로(90)와, 냉수 분기 유로(90)를 통과하는 냉수를 조절하는 냉수 조절밸브(92)를 더 포함한다.
냉수 분기 유로(90)는 도 2에 도시된 바와 같이, 쉘 튜브형 증발기(12)에 형성된 냉수 출수부(80)를 통과하는 냉수 중 일부가 쉘 튜브형 응축기(6)에 형성된 냉각수 입수부(39)로 유동되게 냉수 출수부(80)와 냉각수 입수부(39)를 연결한다.
냉수 조절밸브(92)는 냉수 분기 유로(90)에 설치되어 냉수를 조절한다.
냉수 조절밸브(92)는 내부 유로가 개폐되는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것도 가능하고, 내부 개도가 조절가능한 전자 팽창밸브로 이루어지는 것도 가능하다.
냉수 분기 유로(90)는 냉수 출수부(80)와 냉수 조절밸브(92)를 연결하는 냉수 출수부-냉수 조절밸브 연결 유로(94)와, 냉수 조절밸브(92)와 냉각수 입수부(39)를 연결하는 냉수 조절밸브-냉각수 입수부 연결 유로(96)를 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 칠러 일실시예의 제어 블록도이다.
본 실시예에 따른 칠러는 터보 압축기(2)와 냉수 조절밸브(92)를 제어하는 제어부(100)를 포함한다.
제어부(100)는 터보 압축기(2)의 운전시, 냉수의 질량유속과 압축비가 서징 영역(A) 이전으로 설정된 프리 서징 영역(B)이면, 냉수 조절밸브(92)를 개방한다.
즉, 제어부(100)는 냉수의 질량유속에 따른 압축비가 냉수의 질량 유속에 따른 하한 압축비와, 냉수의 질량유속에 따른 상한 압축비 사이이면, 프리 서징 영역으로 판단하고, 냉수 조절밸브(92)를 개방한다.
제어부(100)는 냉수의 질량유속과 압축비가 프리 서징 영역(B)를 벗어나면, 냉수 조절밸브(92)를 폐쇄한다.
즉, 제어부(100)는 냉수의 질량유속에 따른 압축비가 냉수의 질량 유속에 따른 하한 압축비 미만이면, 냉수 조절밸브(92)를 폐쇄한다.
칠러(1)는 냉수의 질량유속을 감지하기 위해 쉘 튜브형 증발기(12)의 냉수 입수 유로(64)에 설치된 냉수 입구 온도센서(102)와, 쉘 튜브형 증발기(12)의 냉수 출수 유로(66)에 설치된 냉수 출구 온도센서(104)를 더 포함한다.
칠러(1)는 압축비를 감지하기 위해 터보 압축기(2)의 토출배관(21)에 설치된 고압 센서(106)와, 터보 압축기(2)의 흡입배관(20)에 설치된 저압 센서(108)를 더 포함한다.
즉, 제어부(100)는 냉수 입구 온도센서(102)와 냉수 출구 온도센서(104)와 고압 센서(106)와 저압 센서(108)의 감지값에 따라 냉수 조절밸브(92)를 개폐한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 칠러(1)의 운전시 터보 압축기(2)는 구동되고, 냉각 탑(4)과 냉각수 펌프(26)와 냉수 펌프(62)는 구동된다.
터보 압축기(2)의 구동시, 냉매는 터보 압축기(2)에서 압축되어 토출된 후 쉘 튜브형 응축기(6)를 통과하면서 응축되고, 팽창기구(8)에서 팽창된 후 쉘 튜브형 증발기(12)를 통과하면서 증발되고, 다시 터보 압축기(2)로 흡입된다.
냉각탑(4)과 냉각수 펌프(26)의 구동시, 냉각 탑(4)에서 냉각된 냉각수는 쉘 튜브형 응축기(4)로 유동되어 쉘 튜브형 응축기(4)를 통과하는 냉매를 응축시키고, 다시 냉각 탑(4)으로 순환된다.
냉수 펌프(62)의 구동시, 냉수 수요처(10)의 냉수는 쉘 튜브형 증발기(12)로 유동되어 쉘 튜브형 증발기(12)를 통과하는 냉매를 증발시키고, 다시 냉수 수요처(10)로 순환된다.
상기와 같은 칠러(1)의 운전시, 냉수 입구 온도센서(102)는 증발기(12)로 입수되는 냉수의 온도를 감지하여 제어부(100)로 출력하고, 냉수 출구 온도센서(104)는 증발기(12)에서 출수되는 냉수의 온도를 감지하여 제어부(100)로 출력한다.
제어부(100)는 냉수 입구 온도센서(102)에서 감지된 냉수 입수 온도와, 냉수 출구 온도센서(104)에서 감지된 냉수 출수 온도의 차를 수학식이나 테이블에 입력하여 냉수의 질량 유속을 감지한다.
또한, 칠러(1)의 운전시, 고압 센서(106)는 터보 압축기(2)의 토출측 압력을 감지하여 제어부(100)로 출력하고, 저압 센서(108)는 터보 압축기(2)의 입력측 압력을 감지하여 제어부(100)로 출력한다.
제어부(100)는 고압 센서(106)에서 감지된 고압과 저압 센서(108)에서 감지된 저압을 이용하여 압축비를 감지한다.
제어부(100)는 냉수의 질량 유속과 압축비가 프리 서징 영역에 도달되는 지를 감지한다.
제어부(100)는 냉수의 질량 유속과 압축비가 프리 서징 영역이면 도 6에 도시된 바와 같은 칠러의 운전 방법으로 칠러(1)를 운전시킨다.
제어부(100)는 냉수의 질량 유속에 따른 압축비가 프리 서징 영역의 하한 압축비와 상한 압축비 사이이면, 쉘 튜브형 응축기(6)의 응축 온도를 낮추기 위해 냉수 조절밸브(92)를 개방하는 냉수 유동 단계를 실시하고, 냉수 유동 단계 이후에 냉수의 질량 유속에 따른 압축비가 프리 서징 영역의 하한 압축비 미만으로 내려오면, 냉수 조절밸브(92)를 밀폐하는 냉수 차단 단계를 실시한다.
도 6은 본 발명에 따른 칠러의 운전 방법 일실시예가 도시된 순서도이다.
본 실시예에 따른 칠러의 운전 방법은 크게 냉수 유동 단계(S1)(S2)(S3)와, 냉수 차단 단계(S4)(S5)와, 칠러 정지 단계(S6)를 포함한다.
냉수 유동 단계(S1)(S2)(S3)는 칠러(1)의 운전시 냉수의 질량유속과 압축비가 서징 영역(A) 이전으로 설정된 프리 서징 영역(B)이면, 쉘 튜브형 증발기(12)의 냉수 출수부(80)를 통과하는 냉수 중 일부를 쉘 튜브형 응축기(6)의 냉각수 입수부(39)로 유동시킨다.
즉, 제어부(100)는 냉수 조절밸브(92)를 개방한다.
냉수 조절밸브(92)의 개방시, 쉘 튜브형 증발기(12)를 통과하면서 냉각된 냉수는 냉수 출수부(80)를 통과할 때 일부가 냉수 분기 유로(90)로 유동되어, 냉각수 입수부(39)로 유동된다.
쉘 튜브형 증발기(12)에서 쉘 튜브형 응축기(6)의 냉각수 입수부(39)로 유동된 냉수는 터보 압축기(2)에서 쉘 튜브형 응축기(6)의 냉각수 입수부(39)로 유동되는 냉각수와 혼합되고, 이와 같은 혼합에 의해 쉘 튜브형 응축기(6)의 내부로는 냉수 조절밸브(92)의 개방 이전보다 상대적으로 저온인 냉수와 냉각수의 혼합수가 통과하며, 쉘 튜브형 응축기(6)는 냉수 조절밸브(92)의 개방 이전보다 응축 온도가 낮게 된다.
상기와 같이 쉘 튜브형 응축기(6)의 응축 온도가 낮아짐에 따라, 칠러(1)의 압축비는 냉수 조절밸브(92)의 개방 이전 보다 점차 낮아진다.
냉수 차단 단계(S4)(S5)는 냉수 유동 단계 이후에, 냉수의 질량유속과 압축비가 프리 서징 영역(B)을 벗어나면, 쉘 튜브형 증발기(12)에서 쉘 튜브형 응축기(6)로 유동되는 냉수를 차단한다.
즉, 제어부(100)는 냉수 조절밸브(92)를 폐쇄한다.
냉수 조절밸브(92)의 밀폐시, 쉘 튜브형 증발기(12)에서 냉수 분기 유로(90)로 유동되는 냉수는 냉수 조절밸브(92)에 의해 막히고, 쉘 튜브형 응축기(6)의 냉각수 입수부(39)로는 더 이상 쉘 튜브형 증발기(12)의 냉수가 유동되지 않게 된다.
칠러 정지 단계(S6)는 칠러(1)의 정지가 입려되면, 터보 압축기(2)와 냉각 탑(4)과 냉각수 펌프(26)와 냉수 펌프(62)가 정지된다.
2: 터보식 압축기 4: 쉘 튜브형 응축기
6: 냉각 탑 8: 팽창기구
10: 냉수 수요처 12: 쉘 튜브형 증발기
90: 냉수 분기 유로 92: 냉수 조절밸브
100: 제어부 102: 냉수 입수 온도센서
104: 냉수 출수 온도센서 106: 고압 센서
108: 저압 센서

Claims (5)

  1. 냉매를 압축하는 터보 압축기와;
    상기 터보 압축기에서 압축된 냉매가 냉각탑에서 공급된 냉각수와 열교환되어 응축되는 쉘 튜브형 응축기와;
    상기 쉘 튜브형 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와;
    상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 냉수 수요처에서 공급된 냉수와 열교환되어 증발되는 쉘 튜브형 증발기와;
    상기 쉘 튜브형 증발기에 형성된 냉수 출수부를 통과하는 냉수 중 일부가 상기 쉘 튜브형 응축기에 형성된 냉각수 입수부로 유동되게 상기 냉수 출수부와 상기 냉각수 입수부를 연결하는 냉수 분기 유로와;
    상기 냉수 분기 유로에 설치되어 냉수를 조절하는 냉수 조절밸브를 포함하는 칠러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 칠러는 냉수 질량유속과 압축비가 서징 영역 이전으로 설정된 프리 서징 영역이면, 상기 냉수 조절밸브를 개방하는 제어부를 더 포함하는 칠러.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 냉수 질량유속과 압축비가 상기 프리 서징 영역를 벗어나면 상기 냉수 조절밸브를 폐쇄하는 칠러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉘 튜브형 증발기의 냉수 입수 유로에 설치된 냉수 입구 온도센서와;
    상기 쉘 튜브형 증발기의 냉수 출수 유로에 설치된 냉수 출구 온도센서와;
    상기 터보 압축기의 토출배관에 설치된 고압 센서와;
    상기 터보 압축기의 흡입배관에 설치된 저압 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 냉수 입구 온도센서와 냉수 출구 온도센서와 고압 센서와 저압 센서의 감지값에 따라 상기 냉수 조절밸브를 개폐하는 칠러.
  5. 칠러의 운전시 냉수의 질량유속과 압축비가 서징 영역 이전으로 설정된 프리 서징 영역이면, 쉘 튜브형 증발기의 냉수 출수부를 통과하는 냉수 중 일부를 쉘 튜브형 응축기의 냉각수 입수부로 유동시키는 냉수 유동 단계와;
    상기 냉수 유동 단계 이후에, 냉수의 질량유속과 압축비가 상기 프리 서징 영역을 벗어나면, 상기 쉘 튜브형 증발기에서 상기 쉘 튜브형 응축기로 유동되는 냉수를 차단하는 냉수 차단 단계를 포함하는 칠러의 운전 방법.
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