KR20170017271A - Multi-stage compression system and control method of the same - Google Patents

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Abstract

When a screw compressor is initially operated or liquefied refrigerant flows into the screw compressor during liquid compression, oil and the liquefied refrigerant in the screw compressor are supplied to an accumulator and then temporarily stored, and thus the present invention is capable of preventing damage to the screw compressor by preventing liquid compression in the screw compressor. Moreover, during normal operation in which the liquefied refrigerant does not flow into the screw compressor, high temperature and pressure oil in an oil separator is supplied to the accumulator, and thus the liquefied refrigerant and oil, stored in the accumulator, are evaporated and then discharged to the screw compressor to maintain the quantity of the oil in the screw compressor, so the present invention is capable of preventing damage caused by the overheating of the screw compressor. Moreover, the present invention is capable of reducing costs by eliminating the need to install an extra heater for the prevention of liquid compression.

Description

다단 압축 시스템 및 그의 제어방법{Multi-stage compression system and control method of the same}Multi-stage compression system and control method thereof

본 발명은 다단 압축 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2단 스크류 압축기를 사용하는 다단 압축 시스템에서 초기 기동시 액압축을 방지할 수 있는 다단 압축 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multistage compression system and a control method thereof, and more particularly, to a multistage compression system that can prevent liquid compression during an initial startup in a multistage compression system using a two-stage screw compressor and a control method thereof.

일반적으로 2단 스크류 압축기를 포함하는 압축 시스템은, 2단 스크류 압축기, 유분리기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 오일 저장탱크를 포함한다. 상기 스크류 압축기에는 냉각 및 윤활용 오일이 지속적으로 급유된다. 상기 유분리기에 수집된 오일은 상기 오일 저장탱크를 거친 후 상기 스크류 압축기 내부로 유입된다. Generally, a compression system including a two-stage screw compressor includes a two-stage screw compressor, a oil separator, a condenser, an expansion valve, an evaporator, and an oil storage tank. In the screw compressor, oil for cooling and lubrication is continuously supplied. The oil collected in the oil separator flows into the screw compressor after passing through the oil storage tank.

종래의 압축 시스템에서는, 상기 스크류 압축기의 초기 기동시 액압축이 발생되어 압축기 파손의 위험을 초래하는 문제점이 있다. 상기 시스템을 운전하지 않는 동안 상기 스크류 압축기 내부의 냉매 및 오일의 액화를 방지하기 위해 별도의 보조 히터를 설치하고 있으나, 상기 보조 히터의 작동으로 인해 전력 소모가 발생되어 비용이 증가되고 효율이 낮아지는 문제점이 있다. In the conventional compression system, there is a problem that liquid compression occurs during the initial startup of the screw compressor, thereby causing a risk of breakage of the compressor. A separate auxiliary heater is installed to prevent the refrigerant and oil in the screw compressor from being liquefied while the system is not operated. However, power consumption due to the operation of the auxiliary heater increases cost, There is a problem.

한국공개특허 10-2005-0031023호Korean Patent Publication No. 10-2005-0031023

본 발명의 목적은, 스크류 압축기의 액압축 현상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 다단 압축 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multi-stage compression system and a control method thereof that can improve the durability by preventing the liquid compression phenomenon of the screw compressor.

본 발명에 따른 다단 압축 시스템은, 저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와; 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와; 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와; 상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와; 상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크와; 상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와; 상기 스크류 압축기의 운전 상태에 따라 상기 어큐뮬레이터에서 냉매 및 오일의 흡입과 토출을 제어하는 제어부를 포함한다.A multi-stage compression system according to the present invention comprises: a screw compressor in which a low-pressure compressor and a high-pressure compressor are connected in series in an axial direction; A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor; An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor; An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor; An oil storage tank for storing a part of the oil separated in the oil separator and then discharging the oil to the evaporator; The liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor are sucked and temporarily stored at the start-up operation of the screw compressor or during the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, and during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor An accumulator for discharging refrigerant and oil evaporated therein from the screw compressor; And a controller for controlling the suction and discharge of the refrigerant and the oil in the accumulator according to the operating state of the screw compressor.

본 발명의 다른 측면에 따른 다단 압축 시스템은, 저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와; 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와; 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와; 상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와; 상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크를 포함하고, 상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와; 상기 저압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 저압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제1어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 고압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 고압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제2어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 오일 분리기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 오일 분리기 내부의 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제3어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 스크류 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 어큐뮬레이터에서 증발된 냉매와 오일을 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기 사이로 공급하도록 형성된 어큐뮬레이터 토출유로와; 상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 저압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브와; 상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 고압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브와; 상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 오일 분리기로부터 상기 어큐뮬레이터로 오일의 공급을 단속하는 제3흡입밸브와; 상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 측정하는 온도 센서와; 상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 압력을 측정하는 압력 센서와; 상기 압력 센서에서 측정된 흡입압력에 따른 포화 온도보다 상기 온도 센서에서 측정된 흡입 온도가 낮으면 상기 액압축 운전이라고 판단하고, 상기 포화 온도보다 상기 흡입 온도가 높으면 상기 정상 운전이라고 판단하며, 상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제1,2흡입밸브를 개방시키고 상기 제3흡입밸브는 차폐하고, 상기 정상 운전시 상기 제1흡입밸브는 차폐시키고 상기 제2,3흡입밸브를 개방하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-stage compression system comprising: a screw compressor having a low-pressure compressor and a high-pressure compressor connected in series in an axial direction; A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor; An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor; An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor; And an oil storage tank for storing a part of the oil separated by the oil separator and then discharging the oil to the evaporator. In the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, An accumulator for sucking the liquid refrigerant and the liquid oil for temporarily storing and discharging refrigerant and oil evaporated from the liquid refrigerant and the oil into the screw compressor during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor; A first accumulator suction flow path connecting the low pressure compressor and the accumulator to supply liquid refrigerant and oil in the low pressure compressor to the accumulator; A second accumulator suction flow path connecting the high pressure compressor and the accumulator to supply the liquid refrigerant and oil in the high pressure compressor to the accumulator; A third accumulator suction passage connected to the oil separator and the accumulator to supply oil in the oil separator to the accumulator; An accumulator discharge flow passage connected to the screw compressor and the accumulator to supply refrigerant and oil evaporated in the accumulator between the low pressure compressor and the high pressure compressor; A first suction valve installed in the first accumulator suction passage for controlling the flow of the liquid refrigerant and the oil from the low pressure compressor to the accumulator; A second suction valve installed in the second accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the high pressure compressor to the accumulator; A third suction valve installed in the third accumulator suction passage for controlling supply of oil from the oil separator to the accumulator; A temperature sensor installed at a suction side of the screw compressor and measuring an intake temperature of the refrigerant sucked; A pressure sensor installed on a suction side of the screw compressor and measuring a suction pressure of the refrigerant sucked; The control unit determines that the operation is the liquid compression operation when the suction temperature measured by the temperature sensor is lower than the saturation temperature according to the suction pressure measured by the pressure sensor and determines that the operation is the normal operation when the suction temperature is higher than the saturation temperature, Wherein the first and second suction valves are closed during operation and the liquid compression operation and the third suction valve is closed during normal operation, .

본 발명의 또 다른 측면에 따른 다단 압축 시스템은, 저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와; 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와; 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와; 상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와; 상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크를 포함하고, 상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와; 상기 저압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 저압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제1어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 고압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 고압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제2어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 오일 분리기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 오일 분리기 내부의 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제3어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 스크류 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 어큐뮬레이터에서 증발된 냉매와 오일을 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기 사이로 공급하도록 형성된 어큐뮬레이터 토출유로와; 상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 저압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브와; 상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 고압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브와; 상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 오일 분리기로부터 상기 어큐뮬레이터로 오일의 공급을 단속하는 제3흡입밸브와; 상기 스크류 압축기의 흡입측과 토출측에 각각 설치되어 냉매의 흡입 온도 및 토출 온도를 측정하는 온도 센서와; 상기 스크류 압축기의 흡입측과 토출측에 각각 설치되어 냉매의 흡입 압력 및 토출 압력을 측정하는 압력 센서와; 상기 기동 운전시에는 상기 토출압력과 상기 토출 온도에 따라 액압축 운전인지 정상 운전인지 판단하고, 상기 기동 운전이 종료되면 상기 흡입압력과 상기 흡입 온도에 따라 액압축 운전인지 정상 운전인지 판단하며, 상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제1,2흡입밸브를 개방시키고 상기 제3흡입밸브는 차폐하고, 상기 정상 운전시 상기 제1흡입밸브는 차폐시키고 상기 제2,3흡입밸브를 개방하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-stage compression system comprising: a screw compressor having a low-pressure compressor and a high-pressure compressor connected in series in an axial direction; A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor; An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor; An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor; And an oil storage tank for storing a part of the oil separated by the oil separator and then discharging the oil to the evaporator. In the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, An accumulator for sucking the liquid refrigerant and the liquid oil for temporarily storing and discharging refrigerant and oil evaporated from the liquid refrigerant and the oil into the screw compressor during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor; A first accumulator suction flow path connecting the low pressure compressor and the accumulator to supply liquid refrigerant and oil in the low pressure compressor to the accumulator; A second accumulator suction flow path connecting the high pressure compressor and the accumulator to supply the liquid refrigerant and oil in the high pressure compressor to the accumulator; A third accumulator suction passage connected to the oil separator and the accumulator to supply oil in the oil separator to the accumulator; An accumulator discharge flow passage connected to the screw compressor and the accumulator to supply refrigerant and oil evaporated in the accumulator between the low pressure compressor and the high pressure compressor; A first suction valve installed in the first accumulator suction passage for controlling the flow of the liquid refrigerant and the oil from the low pressure compressor to the accumulator; A second suction valve installed in the second accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the high pressure compressor to the accumulator; A third suction valve installed in the third accumulator suction passage for controlling supply of oil from the oil separator to the accumulator; A temperature sensor installed at a suction side and a discharge side of the screw compressor to measure a suction temperature and a discharge temperature of the refrigerant; A pressure sensor installed on the suction side and the discharge side of the screw compressor to measure a suction pressure and a discharge pressure of the refrigerant; Determining whether the liquid compression operation or the normal operation is performed according to the discharge pressure and the discharge temperature during the start operation and determining whether the liquid compression operation or the normal operation is performed according to the suction pressure and the suction temperature when the start operation is completed; The first and second suction valves are opened and the third suction valve is closed during the starting operation and the liquid compression operation, and the first suction valve is closed during the normal operation and the second and third suction valves are opened And a control unit.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 다단 압축 시스템은, 저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와; 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와; 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와; 상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와; 상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크를 포함하고, 상기 고압 압축기와 상기 저압 압축기를 연결하여, 상기 고압 압축기의 오일을 상기 저압 압축기의 내부로 바이패스하도록 형성된 바이패스 유로와; 상기 바이패스 유로에 설치된 바이패스 밸브와; 상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와; 상기 저압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 저압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제1어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 고압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 고압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제2어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 오일 분리기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 오일 분리기 내부의 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제3어큐뮬레이터 흡입유로와; 상기 스크류 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 어큐뮬레이터에서 증발된 냉매와 오일을 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기 사이로 공급하도록 형성된 어큐뮬레이터 토출유로와; 상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 저압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브와; 상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 고압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브와; 상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 오일 분리기로부터 상기 어큐뮬레이터로 오일의 공급을 단속하는 제3흡입밸브와; 상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 측정하는 온도 센서와; 상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 압력을 측정하는 압력 센서와; 상기 압력 센서에서 측정된 흡입압력에 따른 포화 온도보다 상기 온도 센서에서 측정된 흡입 온도가 낮으면 상기 액압축 운전이라고 판단하고, 상기 포화 온도보다 상기 흡입 온도가 높으면 상기 정상 운전이라고 판단하며, 상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제1,2흡입밸브 및 상기 바이패스 밸브를 개방시키고 상기 제3흡입밸브는 차폐하고, 상기 정상 운전시 상기 제1흡입밸브와 상기 바이패스 밸브는 차폐시키고 상기 제2,3흡입밸브를 개방하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-stage compression system comprising: a screw compressor having a low-pressure compressor and a high-pressure compressor connected in series in an axial direction; A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor; An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor; An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor; And an oil storage tank for storing a part of the oil separated by the oil separator and then discharging the oil to the evaporator, wherein the high pressure compressor and the low pressure compressor are connected to bypass the oil of the high pressure compressor to the inside of the low pressure compressor A bypass flow passage formed so as to be able to communicate with the bypass passage; A bypass valve installed in the bypass passage; The liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor are sucked and temporarily stored at the start-up operation of the screw compressor or during the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, and during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor An accumulator for discharging refrigerant and oil evaporated therein from the screw compressor; A first accumulator suction flow path connecting the low pressure compressor and the accumulator to supply liquid refrigerant and oil in the low pressure compressor to the accumulator; A second accumulator suction flow path connecting the high pressure compressor and the accumulator to supply the liquid refrigerant and oil in the high pressure compressor to the accumulator; A third accumulator suction passage connected to the oil separator and the accumulator to supply oil in the oil separator to the accumulator; An accumulator discharge flow passage connected to the screw compressor and the accumulator to supply refrigerant and oil evaporated in the accumulator between the low pressure compressor and the high pressure compressor; A first suction valve installed in the first accumulator suction passage for controlling the flow of the liquid refrigerant and the oil from the low pressure compressor to the accumulator; A second suction valve installed in the second accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the high pressure compressor to the accumulator; A third suction valve installed in the third accumulator suction passage for controlling supply of oil from the oil separator to the accumulator; A temperature sensor installed at a suction side of the screw compressor and measuring an intake temperature of the refrigerant sucked; A pressure sensor installed on a suction side of the screw compressor and measuring a suction pressure of the refrigerant sucked; The control unit determines that the operation is the liquid compression operation when the suction temperature measured by the temperature sensor is lower than the saturation temperature according to the suction pressure measured by the pressure sensor and determines that the operation is the normal operation if the suction temperature is higher than the saturation temperature, The first suction valve and the bypass valve are opened and the third suction valve is closed during the operation and the liquid compression operation, the first suction valve and the bypass valve are shielded during the normal operation, And a control unit for opening the second and third suction valves.

본 발명에 따른 다단 압축 시스템의 제어방법은, 스크류 압축기의 기동 운전시, 상기 스크류 압축기 내부의 저압 압축기의 액상 냉매와 액상 오일을 어큐뮬레이터로 공급하고, 상기 스크류 압축기 내부의 고압 압축기의 액상 냉매와 액상 오일도 상기 어큐뮬레이터로 공급하여, 상기 어큐뮬레이터에 상기 액상 냉매와 액상 오일을 저장하는 단계와; 상기 스크류 압축기 내의 냉매의 온도와 압력을 측정하고, 상기 압력에 따른 포화 온도와 상기 온도를 비교하여, 상기 스크류 압축기에 액냉매가 유입되는 액압축 운전인지 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전인지를 판단하는 단계와; 상기 스크류 압축기가 액압축 운전이라고 판단하면, 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기로부터 액상 냉매와 액상 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하여, 상기 어큐뮬레이터에 상기 액상 냉매와 액상 오일을 저장하는 단계와; 상기 스크류 압축기에 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전이라고 판단하면, 상기 저압 압축기의 액상 냉매와 오일이 상기 어큐뮬레이터로 공급되는 것을 차단하고, 상기 고압 압축기의 냉매와 오일은 상기 어큐뮬레이터로 공급시키고, 상기 스크류 압축기로부터 토출된 냉매로부터 오일을 분리한 오일 분리기 내부의 오일 중 일부를 상기 어큐뮬레이터로 공급하여 상기 어큐뮬레이터 내부의 냉매와 오일을 증발시키고, 상기 어큐뮬레이터 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 공급하는 단계를 포함한다.A control method of a multi-stage compression system according to the present invention is a method for controlling a multi-stage compression system, comprising the steps of: supplying a liquid refrigerant and liquid oil of a low-pressure compressor in the screw compressor to an accumulator, Supplying the oil to the accumulator, storing the liquid refrigerant and the liquid oil in the accumulator; A temperature and a pressure of the refrigerant in the screw compressor are measured and a saturation temperature according to the pressure is compared with the temperature to judge whether the liquid compressor is a normal operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor ; Supplying the liquid refrigerant and the liquid oil from the low pressure compressor and the high pressure compressor to the accumulator and storing the liquid refrigerant and the liquid oil in the accumulator when judging that the screw compressor is a liquid compression operation; Pressure refrigerant and oil are supplied to the accumulator, and the refrigerant and the oil of the high-pressure compressor are supplied to the accumulator, and when the screw compressor is judged to be a normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor, A part of the oil in the oil separator in which the oil is separated from the refrigerant discharged from the compressor is supplied to the accumulator to evaporate the refrigerant and oil in the accumulator and to supply the refrigerant and oil evaporated in the accumulator to the screw compressor .

본 발명은, 스크류 압축기의 초기 기동시나 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시, 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 어큐뮬레이터로 공급하여 일시 저장함으로써, 스크류 압축기 내부에서 액압축 현상을 방지하여 스크류 압축기의 손상을 방지할 수 있다.The present invention prevents the liquid compression phenomenon inside the screw compressor by supplying liquid refrigerant and oil inside the screw compressor to the accumulator for temporary startup during initial startup of the screw compressor or during liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor It is possible to prevent the screw compressor from being damaged.

또한, 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시, 오일 분리기 내부의 고온 고압의 오일을 어큐뮬레이터로 공급함으로써, 어큐뮬레이터에 저장된 액상 냉매와 오일을 증발시켜 상기 스크류 압축기로 다시 토출함으로써, 스크류 압축기 내부에 오일량을 유지할 수 있으므로, 스크류 압축기의 과열에 의한 손상도 방지할 수 있다. In addition, when the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor, the high-temperature, high-pressure oil in the oil separator is supplied to the accumulator to evaporate the liquid refrigerant and oil stored in the accumulator, It is possible to prevent damage due to overheating of the screw compressor.

또한, 액압축 방지를 위한 별도의 히터를 설치할 필요가 없으므로, 비용이 절감될 수 있다. In addition, since it is not necessary to provide a separate heater for preventing liquid compression, the cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 압축 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 다단 압축 시스템에서 스크류 압축기의 기동 운전과 액압축 운전상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 다단 압축 시스템에서 스크류 압축기의 정상 운전상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 다단 압축 시스템의 제어 블록도이다.
도 5는 도 1에 도시된 다단 압축 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-stage compression system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a starting operation and a liquid compression operating state of the screw compressor in the multi-stage compression system shown in FIG. 1. FIG.
3 is a view showing a normal operation state of the screw compressor in the multi-stage compression system shown in FIG.
4 is a control block diagram of the multi-stage compression system shown in FIG.
5 is a flowchart showing a control method of the multi-stage compression system shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 압축 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-stage compression system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 압축 시스템은, 스크류 압축기(10), 응축기(20), 팽창장치(22), 증발기(24), 오일 분리기(30), 오일 저장탱크(40), 어큐뮬레이터(50), 바이패스 유로(70) 및 제어부(60)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a multi-stage compression system according to an embodiment of the present invention includes a screw compressor 10, a condenser 20, an expansion device 22, an evaporator 24, an oil separator 30, 40, an accumulator 50, a bypass passage 70, and a control unit 60.

상기 스크류 압축기(10)는, 저압 압축기(11)와 고압 압축기(12)를 포함하는 2단 스크류 압축기이다. 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12)는 각각 스크류 타입으로 이루어진다. 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12)는 회전축에 의해 축방향으로 직렬로 연결되고, 상기 저압 압축기(11)는 모터(13)와 연결된다. 상기 스크류 압축기(10)에는 상기 증발기(24)에서 토출된 냉매가 흡입되는 흡입구(16)와, 상기 스크류 압축기(10)의 고압 압축기(12)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출구(15)가 형성된다. 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12)사이에는, 상기 저압 압축기(11)에서 토출된 냉매를 상기 고압 압축기(12)로 안내하는 중간 유로(14)가 형성된다. The screw compressor (10) is a two-stage screw compressor including a low-pressure compressor (11) and a high-pressure compressor (12). The low pressure compressor (11) and the high pressure compressor (12) are each made of a screw type. The low pressure compressor (11) and the high pressure compressor (12) are connected in series in the axial direction by a rotary shaft, and the low pressure compressor (11) is connected to the motor (13). The screw compressor 10 is provided with a suction port 16 through which the refrigerant discharged from the evaporator 24 is drawn and a discharge port 15 through which the refrigerant compressed by the high pressure compressor 12 of the screw compressor 10 is discharged do. An intermediate flow path 14 for guiding the refrigerant discharged from the low pressure compressor 11 to the high pressure compressor 12 is formed between the low pressure compressor 11 and the high pressure compressor 12.

상기 팽창장치(22)는, 상기 응축기(20)와 상기 증발기(24)를 연결하는 유로 상에 설치되어, 상기 응축기(20)에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창밸브이다.The expansion device 22 is an expansion valve that is installed on a flow path connecting the condenser 20 and the evaporator 24 and expands the refrigerant discharged from the condenser 20.

상기 오일 분리기(30)는, 상기 스크류 압축기(10)와 상기 응축기(20)사이에 설치된다. 상기 오일 분리기(30)는, 상기 스크류 압축기(10)에서 나온 냉매에 포함된 오일을 분리시킨다. 상기 오일 분리기(30)는, 상기 스크류 압축기(10)의 정상 운전시 상기 고압 압축기(12)로부터 토출된 고온 고압 상태의 오일이 저장된다. 상기 오일 분리기(30)와 상기 스크류 압축기(10)의 토출구(15)는 오일분리기 흡입유로(31)로 연결된다. 상기 오일 분리기(30)와 상기 응축기(20)는 냉매토출유로(32)로 연결된다. 상기 오일 분리기(30)와 상기 오일 저장탱크(40)는 오일토출유로(33)로 연결된다. 상기 오일 분리기(30)와 상기 어큐뮬레이터(50)는 제3어큐뮬레이터 흡입유로(53)로 연결된다. The oil separator (30) is installed between the screw compressor (10) and the condenser (20). The oil separator (30) separates the oil contained in the refrigerant discharged from the screw compressor (10). The oil separator 30 stores the high-temperature and high-pressure oil discharged from the high-pressure compressor 12 during normal operation of the screw compressor 10. The oil separator 30 and the discharge port 15 of the screw compressor 10 are connected to the oil separator suction passage 31. The oil separator (30) and the condenser (20) are connected to a refrigerant discharge passage (32). The oil separator (30) and the oil storage tank (40) are connected to an oil discharge passage (33). The oil separator 30 and the accumulator 50 are connected to a third accumulator suction passage 53.

상기 오일 저장탱크(40)는, 상기 오일 분리기(30)에서 분리된 오일 중 적어도 일부를 저장한 후, 상기 증발기(24)의 토출측으로 공급한다. 상기 오일 저장탱크(40)와 상기 오일 분리기(30)는 상기 오일토출유로(33)로 연결된다. 상기 오일 저장탱크(40)와 상기 증발기(24)의 토출측은 저장탱크 토출유로(41)로 연결된다. The oil storage tank 40 stores at least a part of the oil separated by the oil separator 30 and then supplies the oil to the discharge side of the evaporator 24. [ The oil storage tank 40 and the oil separator 30 are connected to the oil discharge passage 33. The discharge side of the oil storage tank 40 and the evaporator 24 is connected to the storage tank discharge passage 41.

상기 오일토출유로(33)에는 오일 유량제어밸브(34)가 설치된다. 상기 오일 유량제어밸브(34)는 오일의 유량을 제어하는 유량제어밸브이자 오일을 팽창시키는 팽창밸브가 사용된다. 상기 오일토출유로(33)는, 상기 오일 분리기(30)에서 분리된 오일을 팽창시켜 압력을 낮춘 후 상기 오일 저장탱크(40)로 공급하는 역할을 한다. The oil discharge flow path 33 is provided with an oil flow rate control valve 34. The oil flow control valve 34 is a flow control valve for controlling the flow rate of the oil and an expansion valve for expanding the oil. The oil discharge passage 33 expands the oil separated from the oil separator 30 to lower the pressure and then supplies the oil to the oil storage tank 40.

상기 어큐뮬레이터(50)는, 상기 스크류 압축기(10) 내부의 냉매와 오일을 흡입하여 일시 저장한 후, 다시 상기 스크류 압축기(10)로 공급하는 역할을 한다. 상기 어큐뮬레이터(50)는, 상기 저압 압축기(11)의 냉매와 오일, 상기 고압 압축기(12)의 냉매와 오일 및 상기 오일 분리기(30)의 오일을 각각 흡입한다. 즉, 상기 어큐뮬레이터(50)는, 상기 저압 압축기(11), 상기 고압 압축기(12) 및 상기 오일 분리기(30)에 각각 연결된다. The accumulator 50 sucks refrigerant and oil in the screw compressor 10 and temporarily stores the refrigerant and oil, and then supplies the stored oil to the screw compressor 10. The accumulator 50 sucks the refrigerant and oil of the low pressure compressor 11, the refrigerant of the high pressure compressor 12 and the oil and the oil of the oil separator 30, respectively. That is, the accumulator 50 is connected to the low-pressure compressor 11, the high-pressure compressor 12, and the oil separator 30, respectively.

상기 어큐뮬레이터(50)와 상기 저압 압축기(11)는 제1어큐뮬레이터 흡입유로(51)로 연결된다. 상기 저압 압축기(11) 내부의 액상 냉매와 액상 오일은 상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로(51)를 통해 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입된다. The accumulator (50) and the low-pressure compressor (11) are connected to a first accumulator suction passage (51). The liquid refrigerant and liquid oil in the low-pressure compressor (11) are sucked into the accumulator (50) through the first accumulator suction passage (51).

상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로(51)에는, 상기 저압 압축기(11)로부터 흡입되는 액상 냉매와 액상 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브(81)가 설치된다. 상기 제1흡입밸브(81)는 온오프 밸브이고, 상기 제어부(60)에 의해 온오프가 제어된다.The first accumulator suction passage 51 is provided with a first suction valve 81 for interrupting the inflow of the liquid refrigerant sucked from the low-pressure compressor 11 and the liquid oil. The first suction valve 81 is an on-off valve, and on / off is controlled by the controller 60.

상기 어큐뮬레이터(50)와 상기 고압 압축기(12)는 제2어큐뮬레이터 흡입유로(52)로 연결된다. 상기 고압 압축기(12) 내부의 액상 냉매와 액상 오일은 상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로(52)를 통해 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입된다. The accumulator (50) and the high-pressure compressor (12) are connected to a second accumulator suction passage (52). The liquid refrigerant and the liquid oil in the high-pressure compressor (12) are sucked into the accumulator (50) through the second accumulator suction passage (52).

상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로(52)에는, 상기 고압 압축기(12)로부터 흡입되는 액상 냉매와 액상 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브(82)가 설치된다. 상기 제2흡입밸브(82)는, 액상 냉매와 액상 오일의 유량을 제어하는 유량제어밸브이자 액상 냉매와 액상 오일을 팽창시키는 팽창밸브가 사용된다. 상기 제2흡입밸브(82)는, 상기 고압 압축기(12)로부터 흡입되는 액상 냉매와 액상 오일을 팽창시킨 후 상기 어큐뮬레이터(50)로 공급되도록 한다. 상기 제2흡입밸브(82)는 상기 제어부(60)에 의해 작동이 제어된다. The second accumulator suction passage 52 is provided with a second suction valve 82 for interrupting the inflow of the liquid refrigerant and the liquid oil sucked from the high pressure compressor 12. The second suction valve 82 is a flow control valve for controlling the flow rate of the liquid refrigerant and the liquid oil, and an expansion valve for expanding the liquid refrigerant and the liquid oil are used. The second suction valve 82 expands the liquid refrigerant and the liquid oil sucked from the high-pressure compressor 12, and then supplies the expanded refrigerant to the accumulator 50. The operation of the second suction valve 82 is controlled by the controller 60.

상기 어큐뮬레이터(50)와 상기 오일 분리기(30)는 상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로(53)로 연결된다. 상기 오일 분리기(30) 내부의 고온 고압 상태의 오일은 상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로(53)를 통해 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입된다. The accumulator (50) and the oil separator (30) are connected to the third accumulator suction passage (53). The oil in the high-temperature and high-pressure state in the oil separator 30 is sucked into the accumulator 50 through the third accumulator suction passage 53.

상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로(53)에는, 상기 오일 분리기(30)로부터 흡입되는 고온 고압의 오일의 유입을 단속하는 제3흡입밸브(83)가 설치된다. 상기 제3흡입밸브(83)는, 오일의 유량을 제어하는 유량제어밸브이자 오일을 팽창시키는 팽창밸브가 사용된다. 즉, 상기 오일 분리기(30) 내부에 저장된 오일은 고온 고압의 상태이기 때문에, 상기 제3흡입밸브(83)에서 상기 고온 고압 상태의 오일을 팽창시킨 후 상기 어큐뮬레이터(50)로 공급되도록 한다. 상기 제3흡입밸브(83)는 상기 제어부(60)에 의해 작동이 제어된다. The third accumulator suction passage 53 is provided with a third suction valve 83 for interrupting the inflow of high temperature and high pressure oil sucked from the oil separator 30. The third suction valve 83 is a flow control valve for controlling the flow rate of the oil and an expansion valve for expanding the oil. That is, since the oil stored in the oil separator 30 is in a high-temperature and high-pressure state, the high-temperature and high-pressure oil is expanded from the third suction valve 83 and then supplied to the accumulator 50. And the operation of the third suction valve 83 is controlled by the control unit 60.

상기 어큐뮬레이터(50)와 상기 스크류 압축기(10)는 어큐뮬레이터 토출유로(54)로 연결된다. 상기 어큐뮬레이터 토출유로(54)는, 상기 어큐뮬레이터(50)의 상부를 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12)사이의 중간 유로(14)로 연결한다. 상기 어큐뮬레이터 토출유로(54)는 상기 어큐뮬레이터(50)의 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 중간 유로(14)로 안내한다. The accumulator (50) and the screw compressor (10) are connected to an accumulator discharge passage (54). The accumulator discharge passage 54 connects the upper portion of the accumulator 50 to the intermediate passage 14 between the low-pressure compressor 11 and the high-pressure compressor 12. The accumulator discharge passage 54 guides refrigerant and oil evaporated in the accumulator 50 to the intermediate passage 14.

상기 바이패스 유로(70)는, 상기 고압 압축기(12)와 상기 저압 압축기(11)를 연결하여, 상기 고압 압축기(12) 내부의 오일을 상기 저압 압축기(11)로 바이패스하도록 형성된다. 상기 바이패스 유로(70)는, 상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전시나 액압축 운전시 상기 스크류 압축기(10)의 내부 오일량을 일정량 유지하기 위해서 상기 고압 압축기(12)내부의 오일을 상기 저압 압축기(11)로 바이패스시킨다. The bypass passage 70 is formed to connect the high pressure compressor 12 and the low pressure compressor 11 and bypass the oil inside the high pressure compressor 12 to the low pressure compressor 11. Pressure compressor 12 to maintain the internal oil amount of the screw compressor 10 at a low level during the startup operation or the liquid compression operation of the screw compressor 10, Bypassed to the compressor (11).

상기 바이패스 유로(70)에는 바이패스되는 오일을 단속하는 바이패스 밸브(72)가 설치된다. 상기 바이패스 밸브(72)는, 상기 고압 압축기(12)에 있는 고온 고압 상태의 오일을 팽창시킨 후 상기 저압 압축기(11)로 공급하도록 팽창밸브가 사용된다. 상기 바이패스 밸브(72)는 상기 제어부(60)에 의해 작동이 제어된다.The bypass passage 70 is provided with a bypass valve 72 for interrupting the oil to be bypassed. The bypass valve (72) is used to expand the high-temperature and high-pressure oil in the high-pressure compressor (12) and then supply the expanded oil to the low-pressure compressor (11). The operation of the bypass valve 72 is controlled by the controller 60.

한편, 상기 스크류 압축기(10)의 흡입측에는 상기 증발기(24)로부터 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 측정하는 온도 센서(91)와, 상기 증발기(24)로부터 흡입되는 냉매의 흡입 압력을 측정하는 압력 센서(92)가 설치된다. The suction side of the screw compressor 10 is provided with a temperature sensor 91 for measuring the suction temperature of the refrigerant sucked from the evaporator 24 and a pressure sensor 22 for measuring the suction pressure of the refrigerant sucked from the evaporator 24. [ (92).

상기 제어부(60)는, 상기 압력 센서(92)에서 측정한 흡입 압력에 따른 포화 온도와 상기 온도 센서(91)에서 측정된 흡입 온도를 비교하여, 상기 스크류 압축기(10)로 액냉매가 유입되는 액압축 운전인지 상기 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전인지를 판단한다. 상기 제어부(60)는, 상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전, 액압축 운전 및 정상 운전 여부에 따라 상기 제1흡입밸브(81), 상기 제2흡입밸브(82), 상기 제3흡입밸브(83), 상기 바이패스 밸브(72) 및 상기 오일 유량제어밸브(34)의 작동을 제어한다.
The control unit 60 compares the saturation temperature according to the suction pressure measured by the pressure sensor 92 with the suction temperature measured by the temperature sensor 91 to determine whether the liquid refrigerant flows into the screw compressor 10 It is determined whether the operation is a liquid compression operation or a normal operation in which the liquid refrigerant does not flow. The controller 60 controls the first suction valve 81, the second suction valve 82 and the third suction valve 82 depending on whether the screw compressor 10 is started, 83), the bypass valve (72), and the oil flow control valve (34).

상기와 같이 구성된 다단 압축 시스템의 작동을 설명하면, 다음과 같다. The operation of the multi-stage compression system configured as above will be described below.

먼저, 상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전시 작동에 대해 설명한다.First, the operation of the screw compressor 10 during start-up operation will be described.

도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 시스템에 전원이 인가되거나 상기 스크류 압축기(10)가 정지상태에서 작동이 시작되면 상기 스크류 압축기(10)의 초기 기동 운전이 시작된다. (S1)Referring to FIGS. 2 and 5, when the power is applied to the system or when the screw compressor 10 is operated in a stopped state, the screw compressor 10 starts its initial startup operation. (S1)

상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전시, 상기 제어부(60)는 상기 제1흡입밸브(81), 상기 제2흡입밸브(82), 상기 바이패스 밸브(72) 및 상기 오일 유량제어밸브(34)를 모두 개방시킨다. 또한, 상기 제어부(60)는 상기 제3흡입밸브(83)는 차폐시킨다. (S2)When the screw compressor 10 is started, the control unit 60 controls the first suction valve 81, the second suction valve 82, the bypass valve 72, and the oil flow control valve 34 ). In addition, the controller 60 shields the third suction valve 83. (S2)

상기 제1흡입밸브(81)가 개방되면, 상기 저압 압축기(11) 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입된다. When the first suction valve (81) is opened, the liquid refrigerant and the liquid oil in the low pressure compressor (11) are sucked into the accumulator (50).

상기 제2흡입밸브(82)가 개방되면, 상기 고압 압축기(11) 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 상기 제2흡입밸브(82)를 거치면서 팽창된 후, 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입된다.When the second suction valve 82 is opened, the liquid refrigerant and the liquid oil in the high pressure compressor 11 are expanded while passing through the second suction valve 82, and then sucked into the accumulator 50 .

이 때, 상기 제3흡입밸브(83)는 차폐되어, 상기 오일 분리기(30) 내부에 있는 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입되는 것이 방지된다. 상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전시 상기 오일 분리기(30) 내부에 저장된 액상 오일은 미리 설정된 설정 온도에 도달하지 못한 상태이기 때문에 상기 어큐뮬레이터(50) 내부의 오일을 증발시키는 역할을 하지 못하므로, 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입되는 것을 차단한다. At this time, the third suction valve 83 is shielded to prevent the liquid oil in the oil separator 30 from being sucked into the accumulator 50. Since the liquid oil stored in the oil separator 30 does not reach the predetermined set temperature during the starting operation of the screw compressor 10, the oil in the accumulator 50 can not be evaporated, And is prevented from being sucked into the accumulator (50).

따라서, 상기 어큐뮬레이터(50)에는, 상기 기동 운전시 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12) 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 유입되어 일시 저장된다. 이 때, 상기 어큐뮬레이터(50)내부에서 액상 냉매와 액상 오일이 증발되지 못하는 상태이므로, 상기 어큐뮬레이터(50)내부의 냉매와 오일이 상기 어큐뮬레이터 토출유로(54)를 통해 상기 스크류 압축기(10)로 공급되지 않는다. Therefore, the liquid refrigerant in the low-pressure compressor (11), the liquid refrigerant in the high-pressure compressor (12), and the liquid oil flow into the accumulator (50) for temporary storage during the startup operation. Since the liquid refrigerant and the liquid oil can not evaporate in the accumulator 50, the refrigerant and oil in the accumulator 50 are supplied to the screw compressor 10 through the accumulator discharge flow path 54, It does not.

한편, 상기 바이패스 밸브(72)가 개방되면, 상기 고압 압축기(12)의 토출측에 냉매와 오일이 상기 바이패스 유로(70)를 통해 상기 저압 압축기(11)로 순환될 수 있다. 따라서, 상기 스크류 압축기(10)내부의 액상 냉매와 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 빠져나가더라도 상기 스크류 압축기(10)내부의 오일량을 미리 설정된 설정범위로 유지할 수 있다. On the other hand, when the bypass valve 72 is opened, the refrigerant and oil can be circulated to the low-pressure compressor 11 through the bypass flow path 70 on the discharge side of the high-pressure compressor 12. Therefore, even if the liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor 10 escape to the accumulator 50, the amount of oil in the screw compressor 10 can be maintained within a preset range.

상기와 같이, 상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전시 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12)의 각 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 공급되어 저장됨으로써, 상기 스크류 압축기(10)내부에서 액압축 현상이 방지될 수 있다.As described above, the liquid refrigerant and the liquid oil in each of the low-pressure compressor 11 and the high-pressure compressor 12 are supplied to and stored in the accumulator 50 during start-up operation of the screw compressor 10, The liquid compression phenomenon can be prevented in the screw compressor 10.

한편, 상기 제어부(60)는 상기 스크류 압축기(10)로 액냉매가 유입되는 액압축 운전이 이루어지는지 여부를 판단한다. (S3)Meanwhile, the control unit 60 determines whether or not the liquid compression operation for flowing the liquid refrigerant into the screw compressor 10 is performed. (S3)

상기 제어부(60)는, 상기 온도 센서(91)와 상기 압력 센서(92)에서 측정된 온도와 압력에 따라 상기 스크류 압축기(10)의 흡입측으로 유입되는 냉매의 상태를 판단할 수 있다. 이 때, 상기 냉매의 물성치는 미리 저장되거나 입력된다. The control unit 60 can determine the state of the refrigerant flowing into the suction side of the screw compressor 10 according to the temperature and pressure measured by the temperature sensor 91 and the pressure sensor 92. At this time, the physical properties of the refrigerant are stored or input in advance.

상기 제어부(60)는, 상기 압력 센서(92)에서 측정된 냉매의 흡입 압력에 따른 포화 온도보다 상기 온도 센서(91)에서 측정된 냉매의 흡입 온도가 낮으면, 상기 스크류 압축기(10)의 내부로 액상 냉매가 흡입되는 액압축 운전 상태라고 판단한다.If the suction temperature of the refrigerant measured by the temperature sensor 91 is lower than the saturation temperature according to the suction pressure of the refrigerant measured by the pressure sensor 92, the controller 60 controls the internal pressure of the screw compressor 10 It is determined that the liquid refrigerant is in the liquid compression operating state in which the liquid refrigerant is sucked.

상기 스크류 압축기(10)의 액압축 운전시, 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 제어부(60)는 상기 제1흡입밸브(81), 상기 제2흡입밸브(82), 상기 바이패스 밸브(72) 및 상기 오일 유량제어밸브(34)를 모두 개방시킨다. 또한, 상기 제어부(60)는 상기 제3흡입밸브(83)는 차폐시킨다. (S4)2 and 5, the controller 60 controls the first suction valve 81, the second suction valve 82, the bypass valve (not shown) 72 and the oil flow control valve 34 are both opened. In addition, the controller 60 shields the third suction valve 83. (S4)

상기 제1흡입밸브(81)가 개방되면, 상기 저압 압축기(11) 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입된다. When the first suction valve (81) is opened, the liquid refrigerant and the liquid oil in the low pressure compressor (11) are sucked into the accumulator (50).

상기 제2흡입밸브(82)가 개방되면, 상기 고압 압축기(11) 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 상기 제2흡입밸브(82)를 거치면서 팽창된 후, 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입된다.When the second suction valve 82 is opened, the liquid refrigerant and the liquid oil in the high pressure compressor 11 are expanded while passing through the second suction valve 82, and then sucked into the accumulator 50 .

이 때, 상기 제3흡입밸브(83)는 차폐되어, 상기 오일 분리기(30) 내부에 있는 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 흡입되는 것이 방지된다. At this time, the third suction valve 83 is shielded to prevent the liquid oil in the oil separator 30 from being sucked into the accumulator 50.

따라서, 상기 어큐뮬레이터(50)에는, 상기 액압축 운전시 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12) 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 유입되어 일시 저장된다. 이 때, 상기 어큐뮬레이터(50)내부에서 액상 냉매와 액상 오일이 증발되지 못하는 상태이므로, 상기 어큐뮬레이터(50)내부의 냉매와 오일이 상기 어큐뮬레이터 토출유로(54)를 통해 상기 스크류 압축기(10)로 공급되지 않는다. Accordingly, the liquid refrigerant in the low-pressure compressor (11), the high-pressure compressor (12), and the liquid oil flow into the accumulator (50) during the liquid compression operation and are temporarily stored. Since the liquid refrigerant and the liquid oil can not evaporate in the accumulator 50, the refrigerant and oil in the accumulator 50 are supplied to the screw compressor 10 through the accumulator discharge flow path 54, It does not.

한편, 상기 바이패스 밸브(72)가 개방되면, 상기 고압 압축기(12)의 토출측에 냉매와 오일이 상기 바이패스 유로(70)를 통해 상기 저압 압축기(11)로 순환될 수 있다. 따라서, 상기 스크류 압축기(10)내부의 액상 냉매와 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 빠져나가더라도 상기 스크류 압축기(10)내부의 오일량을 미리 설정된 설정범위로 유지할 수 있다. On the other hand, when the bypass valve 72 is opened, the refrigerant and oil can be circulated to the low-pressure compressor 11 through the bypass flow path 70 on the discharge side of the high-pressure compressor 12. Therefore, even if the liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor 10 escape to the accumulator 50, the amount of oil in the screw compressor 10 can be maintained within a preset range.

상기와 같이, 상기 스크류 압축기(10)의 내부로 액상 냉매가 유입되는 액압축 운전상태일 경우, 상기 저압 압축기(11)와 상기 고압 압축기(12)의 각 내부에 있는 액상 냉매와 액상 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 공급되어 저장됨으로써, 상기 스크류 압축기(10)내부에서 액압축 현상이 방지될 수 있다.As described above, in the liquid compression operating state in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor (10), the liquid refrigerant and liquid oil in each of the low pressure compressor (11) and the high pressure compressor (12) And is supplied to and stored in the accumulator 50, whereby the liquid compression phenomenon can be prevented in the screw compressor 10.

한편, 상기 제어부(60)는 상기 스크류 압축기(10)로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전 상태로 도달하는지 여부를 판단한다. (S5)On the other hand, the controller 60 determines whether the screw compressor 10 reaches a normal operation state in which the liquid refrigerant does not flow. (S5)

상기 제어부(60)는, 상기 압력 센서(92)에서 측정된 냉매의 흡입 압력에 따른 포화 온도보다 상기 온도 센서(91)에서 측정된 냉매의 흡입 온도가 높으면, 상기 스크류 압축기(10)의 내부로 기상 냉매가 흡입되는 정상 운전 상태라고 판단한다.If the suction temperature of the refrigerant measured by the temperature sensor 91 is higher than the saturation temperature according to the suction pressure of the refrigerant measured by the pressure sensor 92, It is determined that the gaseous refrigerant is in a normal operating state in which it is sucked.

상기 스크류 압축기(10)의 정상 운전시, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 제어부(60)는 상기 제1흡입밸브(81), 상기 바이패스 밸브(72)를 차폐하고, 상기 제2흡입밸브(82), 상기 제3흡입밸브(83) 및 상기 오일 유량제어밸브(34)를 모두 개방시킨다. (S6)3 and 5, the control unit 60 shields the first suction valve 81 and the bypass valve 72, and the second suction unit 80, The valve 82, the third suction valve 83, and the oil flow control valve 34 are both opened. (S6)

상기 제어부(60)는 상기 스크류 압축기(10)로 액냉매가 유입되지 않는다고 판단하기 때문에, 상기 제1흡입밸브(81)를 차폐하여 상기 저압 압축기(11)내부의 냉매와 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 공급되는 것을 차단한다.The controller 60 determines that the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor 10 and thus the first suction valve 81 is blocked so that the refrigerant and the oil in the low pressure compressor 11 are discharged to the accumulator 50 ).

또한, 상기 제어부(60)는, 상기 바이패스 밸브(72)를 차폐하여, 상기 고압 압축기(12)내부의 냉매와 오일이 상기 저압 압축기(11)로 바이패스되는 것을 차단한다.The control unit 60 blocks the bypass valve 72 and prevents the refrigerant and oil in the high pressure compressor 12 from being bypassed to the low pressure compressor 11. [

또한, 상기 제어부(60)는, 상기 제2흡입밸브(82)와 상기 제3흡입밸브(83)가 개방하여, 상기 고압 압축기(12)의 중간부의 고온 고압의 냉매와 오일, 상기 오일 분리기(30) 내부의 고온 고압의 오일이 상기 어큐뮬레이터(50)로 공급되도록 한다. The control unit 60 opens the second suction valve 82 and the third suction valve 83 so that the refrigerant of high temperature and high pressure in the middle portion of the high pressure compressor 12 and the oil, 30) to be supplied to the accumulator (50).

따라서, 상기 어큐뮬레이터(50)에서는 상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로(52)와 상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로(53)를 통해 공급되는 고온 고압의 오일에 의해 내부에 저장된 냉매와 오일의 증발이 이루어진다. 상기 어큐뮬레이터(50)의 내부에서 증발된 냉매와 오일은 중간 압력 형태로 상기 어큐뮬레이터 토출유로(54)를 통해 상기 스크류 압축기(10)로 공급될 수 있다. Therefore, in the accumulator 50, the refrigerant and the oil stored therein are evaporated by the high-temperature and high-pressure oil supplied through the second accumulator suction passage 52 and the third accumulator suction passage 53. The refrigerant and oil evaporated in the accumulator (50) can be supplied to the screw compressor (10) through the accumulator discharge passage (54) in the form of an intermediate pressure.

상기 스크류 압축기(10)의 정상 운전시, 상기 어큐뮬레이터(50)의 내부에 저장되어 있던 냉매와 오일을 증발시켜 상기 스크류 압축기(10)로 다시 공급함으로써, 상기 스크류 압축기(10)내부의 오일량을 유지할 수 있다.The refrigerant and the oil stored in the accumulator 50 are evaporated and supplied to the screw compressor 10 during normal operation of the screw compressor 10 so that the amount of oil in the screw compressor 10 .

다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제어부(60)는 상기 정상 운전시 상기 제2흡입밸브(82)와 상기 제3흡입밸브(83) 중 어느 하나를 차폐하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 정상 운전시 상기 오일 분리기(30)내부의 고온 고압의 오일을 상기 어큐뮬레이터(50)로 공급할 필요가 없을 경우에는 상기 제3흡입밸브(83)의 차폐도 가능하다.However, the present invention is not limited to this, and the controller 60 may shield any one of the second suction valve 82 and the third suction valve 83 during the normal operation. For example, when it is not necessary to supply the high-temperature, high-pressure oil in the oil separator 30 to the accumulator 50 during the normal operation, the third suction valve 83 may be shielded.

따라서, 상기 스크류 압축기(10)의 초기 기동시나 액압축 운전시 상기 스크류 압축기(10)내부에서 액압축을 방지하여, 상기 스크류 압축기(10)의 손상을 지양할 수 있으므로 상기 스크류 압축기(10)의 수명이 연장될 수 있다.Therefore, during the initial startup of the screw compressor 10 or during the liquid compression operation, liquid compression is prevented from occurring within the screw compressor 10, and damage to the screw compressor 10 can be avoided. The life span can be prolonged.

또한, 상기 스크류 압축기(10) 내부의 오일량을 적정량 유지할 수 있으므로, 상기 스크류 압축기(10)의 과열에 의한 손상도 방지될 수 있다. In addition, since an appropriate amount of oil can be maintained in the screw compressor 10, damage due to overheating of the screw compressor 10 can be prevented.

또한, 상기 스크류 압축기(10)의 액압축을 방지하기 위한 별도의 히터를 설치할 필요가 없으므로, 비용이 절감될 수 있다.
In addition, since it is not necessary to provide a separate heater for preventing liquid compression of the screw compressor 10, the cost can be reduced.

한편, 상기 실시예에서는, 상기 스크류 압축기(10)의 흡입측 온도와 흡입측 압력을 측정하여, 액압축 운전인지 정상운전인지를 판단하는 것으로 예를 들어 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 스크류 압축기(10)의 토출측 온도와 토출측 압력도 측정하여, 상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전시에는 상기 토출 압력에 따른 포화온도와 상기 토출 온도를 비교하여 액압축 운전인지 정상운전인지를 판단하고, 상기 스크류 압축기(10)의 기동 운전이 종료되면 상기 흡입 온도에 따른 포화온도와 상기 흡입 온도를 비교하여 액압축 운전인지 정상운전인지를 판단하는 것도 가능하다.
On the other hand, in the above embodiment, the suction side temperature and the suction side pressure of the screw compressor 10 are measured to determine whether the liquid compression operation or the normal operation is performed. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to measure the discharge-side temperature and the discharge-side pressure of the screw compressor 10 and to compare the saturation temperature according to the discharge pressure with the discharge temperature during the startup operation of the screw compressor 10, It is determined whether the operation is normal operation or not. When the start-up operation of the screw compressor 10 is completed, the saturation temperature according to the suction temperature is compared with the suction temperature to determine whether the operation is a liquid compression operation or a normal operation.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 스크류 압축기 11: 저압 압축기
12: 고압 압축기 30: 오일 분리기
50: 어큐뮬레이터 51: 제1어큐뮬레이터 흡입유로
52: 제2어큐뮬레이터 흡입유로 53: 제3어큐뮬레이터 흡입유로
54: 어큐뮬레이터 토출유로 70: 바이패스 유로
72: 바이패스 밸브 81: 제1흡입밸브
82: 제2흡입밸브 83: 제3흡입밸브
91: 온도센서 92: 압력센서10: screw compressor 11: low pressure compressor
12: high pressure compressor 30: oil separator
50: accumulator 51: first accumulator suction flow path
52: second accumulator suction flow path 53: third accumulator suction flow path
54: accumulator discharge passage 70: bypass passage
72: bypass valve 81: first suction valve
82: second suction valve 83: third suction valve
91: Temperature sensor 92: Pressure sensor

Claims (20)

저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와;
상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와;
상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와;
상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와;
상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와;
상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크와;
상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와;
상기 스크류 압축기의 운전 상태에 따라 상기 어큐뮬레이터에서 냉매 및 오일의 흡입과 토출을 제어하는 제어부를 포함하는 다단 압축 시스템. A screw compressor in which a low-pressure compressor and a high-pressure compressor are connected in series in an axial direction;
A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor;
An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser;
An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor;
An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor;
An oil storage tank for storing a part of the oil separated in the oil separator and then discharging the oil to the evaporator;
The liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor are sucked and temporarily stored at the start-up operation of the screw compressor or during the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, and during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor An accumulator for discharging refrigerant and oil evaporated therein from the screw compressor;
And a controller for controlling the suction and discharge of the refrigerant and the oil in the accumulator according to an operating state of the screw compressor. 청구항 1에 있어서,
상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 측정하는 온도 센서와,
상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 흡입압력에 따른 포화 온도보다 상기 흡입 온도가 낮으면 상기 액압축 운전이라고 판단하고, 상기 포화 온도보다 상기 흡입 온도가 높으면 상기 정상 운전이라고 판단하는 다단 압축 시스템. The method according to claim 1,
A temperature sensor installed at a suction side of the screw compressor and measuring an intake temperature of the refrigerant sucked;
Further comprising a pressure sensor installed on a suction side of the screw compressor and measuring a suction pressure of the refrigerant sucked in,
Wherein the control unit determines that the liquid compression operation is performed when the suction temperature is lower than the saturation temperature according to the suction pressure and determines that the operation is the normal operation when the suction temperature is higher than the saturation temperature. 청구항 1에 있어서,
상기 스크류 압축기의 토출측에 설치되어 토출되는 냉매의 흡입 온도를 측정하는 온도 센서와,
상기 스크류 압축기의 토출측에 설치되어 토출되는 냉매의 흡입 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 기동 운전시에는 상기 토출압력에 따른 포화 온도보다 상기 토출 온도가 낮으면 상기 액압축 운전이라고 판단하고, 상기 포화 온도보다 상기 토출 온도가 높으면 상기 정상 운전이라고 판단하는 다단 압축 시스템. The method according to claim 1,
A temperature sensor installed on the discharge side of the screw compressor for measuring the suction temperature of the discharged refrigerant,
Further comprising a pressure sensor installed on a discharge side of the screw compressor and measuring a suction pressure of the refrigerant discharged,
Wherein the controller determines that the liquid compression operation is performed when the discharge temperature is lower than the saturation temperature corresponding to the discharge pressure during the startup operation and determines the normal operation if the discharge temperature is higher than the saturation temperature. 청구항 1에 있어서,
상기 고압 압축기와 상기 저압 압축기를 연결하여, 상기 고압 압축기의 오일을 상기 저압 압축기의 내부로 바이패스하도록 형성된 바이패스 유로와,
상기 바이패스 유로에 설치된 바이패스 밸브를 더 포함하는 다단 압축 시스템. The method according to claim 1,
A bypass passage formed to connect the high-pressure compressor and the low-pressure compressor to bypass the oil of the high-pressure compressor to the inside of the low-pressure compressor,
And a bypass valve provided in the bypass passage. 청구항 4에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 바이패스 밸브를 개방시키고,
상기 정상 운전시 상기 바이패스 밸브를 차폐시키는 다단 압축 시스템. The method of claim 4,
Wherein,
The bypass valve is opened during the startup operation and during the liquid compression operation,
And the bypass valve is shielded during the normal operation. 청구항 1에 있어서,
상기 저압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 저압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제1어큐뮬레이터 흡입유로와,
상기 고압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 고압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제2어큐뮬레이터 흡입유로를 더 포함하는 다단 압축 시스템.The method according to claim 1,
A first accumulator suction flow path connecting the low pressure compressor and the accumulator to supply liquid refrigerant and oil in the low pressure compressor to the accumulator,
Further comprising: a second accumulator suction passage connected to the high pressure compressor and the accumulator to supply the liquid refrigerant and oil in the high pressure compressor to the accumulator. 청구항 6에 있어서,
상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 저압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브를 더 포함하는 다단 압축 시스템.The method of claim 6,
Further comprising a first suction valve installed in the first accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the low pressure compressor to the accumulator. 청구항 7에 있어서,
상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 고압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브를 더 포함하는 다단 압축 시스템. The method of claim 7,
Further comprising a second suction valve installed in the second accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the high pressure compressor to the accumulator. 청구항 8에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제1,2흡입밸브를 개방시키고,
상기 정상 운전시 상기 제1흡입밸브는 차폐시키고, 상기 제2흡입밸브는 개방시키는 다단 압축 시스템. The method of claim 8,
Wherein,
The first and second suction valves are opened during the startup operation and the liquid compression operation,
Wherein the first suction valve is closed during the normal operation and the second suction valve is opened during the normal operation. 청구항 6에 있어서,
상기 스크류 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 어큐뮬레이터에서 증발된 냉매와 오일을 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기 사이로 공급하도록 형성된 어큐뮬레이터 토출유로를 더 포함하는 다단 압축 시스템.The method of claim 6,
Further comprising an accumulator discharge flow passage connected to the screw compressor and the accumulator to supply refrigerant and oil evaporated in the accumulator between the low pressure compressor and the high pressure compressor. 청구항 1에 있어서,
상기 오일 분리기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 오일 분리기 내부의 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제3어큐뮬레이터 흡입유로를 더 포함하는 다단 압축 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising: a third accumulator suction passage connected to the oil separator and the accumulator to supply oil in the oil separator to the accumulator. 청구항 11에 있어서,
상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 오일 분리기로부터 상기 어큐뮬레이터로 오일의 공급을 단속하는 제3흡입밸브를 더 포함하는 다단 압축 시스템. The method of claim 11,
And a third suction valve installed in the third accumulator suction passage for separating the supply of oil from the oil separator to the accumulator. 청구항 12에 있어서,
상기 제어부는, 상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제3흡입밸브를 차폐하고, 상기 정상 운전시 상기 제3흡입밸브를 개방하는 다단 압축 시스템. The method of claim 12,
Wherein the control unit shuts off the third suction valve during the startup operation and the liquid compression operation and opens the third suction valve during the normal operation. 저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와; 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와; 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와; 상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와; 상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크를 포함하고,
상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와;
상기 저압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 저압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제1어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 고압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 고압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제2어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 오일 분리기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 오일 분리기 내부의 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제3어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 스크류 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 어큐뮬레이터에서 증발된 냉매와 오일을 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기 사이로 공급하도록 형성된 어큐뮬레이터 토출유로와;
상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 저압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브와;
상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 고압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브와;
상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 오일 분리기로부터 상기 어큐뮬레이터로 오일의 공급을 단속하는 제3흡입밸브와;
상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 측정하는 온도 센서와;
상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 압력을 측정하는 압력 센서와;
상기 압력 센서에서 측정된 흡입압력에 따른 포화 온도보다 상기 온도 센서에서 측정된 흡입 온도가 낮으면 상기 액압축 운전이라고 판단하고, 상기 포화 온도보다 상기 흡입 온도가 높으면 상기 정상 운전이라고 판단하며, 상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제1,2흡입밸브를 개방시키고 상기 제3흡입밸브는 차폐하고, 상기 정상 운전시 상기 제1흡입밸브는 차폐시키고 상기 제2,3흡입밸브를 개방하는 제어부를 포함하는 다단 압축 시스템. A screw compressor in which a low-pressure compressor and a high-pressure compressor are connected in series in an axial direction; A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor; An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor; An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor; And an oil storage tank for storing a part of the oil separated in the oil separator and then discharging the oil to the evaporator,
The liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor are sucked and temporarily stored at the start-up operation of the screw compressor or during the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, and during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor An accumulator for discharging refrigerant and oil evaporated therein from the screw compressor;
A first accumulator suction flow path connecting the low pressure compressor and the accumulator to supply liquid refrigerant and oil in the low pressure compressor to the accumulator;
A second accumulator suction flow path connecting the high pressure compressor and the accumulator to supply the liquid refrigerant and oil in the high pressure compressor to the accumulator;
A third accumulator suction passage connected to the oil separator and the accumulator to supply oil in the oil separator to the accumulator;
An accumulator discharge flow passage connected to the screw compressor and the accumulator to supply refrigerant and oil evaporated in the accumulator between the low pressure compressor and the high pressure compressor;
A first suction valve installed in the first accumulator suction passage for controlling the flow of the liquid refrigerant and the oil from the low pressure compressor to the accumulator;
A second suction valve installed in the second accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the high pressure compressor to the accumulator;
A third suction valve installed in the third accumulator suction passage for controlling supply of oil from the oil separator to the accumulator;
A temperature sensor installed at a suction side of the screw compressor and measuring an intake temperature of the refrigerant sucked;
A pressure sensor installed on a suction side of the screw compressor and measuring a suction pressure of the refrigerant sucked;
The control unit determines that the operation is the liquid compression operation when the suction temperature measured by the temperature sensor is lower than the saturation temperature according to the suction pressure measured by the pressure sensor and determines that the operation is the normal operation if the suction temperature is higher than the saturation temperature, Wherein the first and second suction valves are closed during operation and the liquid compression operation and the third suction valve is closed during normal operation, . 저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와; 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와; 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와; 상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와; 상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크를 포함하고,
상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와;
상기 저압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 저압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제1어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 고압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 고압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제2어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 오일 분리기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 오일 분리기 내부의 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제3어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 스크류 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 어큐뮬레이터에서 증발된 냉매와 오일을 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기 사이로 공급하도록 형성된 어큐뮬레이터 토출유로와;
상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 저압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브와;
상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 고압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브와;
상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 오일 분리기로부터 상기 어큐뮬레이터로 오일의 공급을 단속하는 제3흡입밸브와;
상기 스크류 압축기의 흡입측과 토출측에 각각 설치되어 냉매의 흡입 온도 및 토출 온도를 측정하는 온도 센서와;
상기 스크류 압축기의 흡입측과 토출측에 각각 설치되어 냉매의 흡입 압력 및 토출 압력을 측정하는 압력 센서와;
상기 기동 운전시에는 상기 토출압력과 상기 토출 온도에 따라 액압축 운전인지 정상 운전인지 판단하고, 상기 기동 운전이 종료되면 상기 흡입압력과 상기 흡입 온도에 따라 액압축 운전인지 정상 운전인지 판단하며, 상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제1,2흡입밸브를 개방시키고 상기 제3흡입밸브는 차폐하고, 상기 정상 운전시 상기 제1흡입밸브는 차폐시키고 상기 제2,3흡입밸브를 개방하는 제어부를 포함하는 다단 압축 시스템. A screw compressor in which a low-pressure compressor and a high-pressure compressor are connected in series in an axial direction; A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor; An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor; An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor; And an oil storage tank for storing a part of the oil separated in the oil separator and then discharging the oil to the evaporator,
The liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor are sucked and temporarily stored at the start-up operation of the screw compressor or during the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, and during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor An accumulator for discharging refrigerant and oil evaporated therein from the screw compressor;
A first accumulator suction flow path connecting the low pressure compressor and the accumulator to supply liquid refrigerant and oil in the low pressure compressor to the accumulator;
A second accumulator suction flow path connecting the high pressure compressor and the accumulator to supply the liquid refrigerant and oil in the high pressure compressor to the accumulator;
A third accumulator suction passage connected to the oil separator and the accumulator to supply oil in the oil separator to the accumulator;
An accumulator discharge flow passage connected to the screw compressor and the accumulator to supply refrigerant and oil evaporated in the accumulator between the low pressure compressor and the high pressure compressor;
A first suction valve installed in the first accumulator suction passage for controlling the flow of the liquid refrigerant and the oil from the low pressure compressor to the accumulator;
A second suction valve installed in the second accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the high pressure compressor to the accumulator;
A third suction valve installed in the third accumulator suction passage for controlling supply of oil from the oil separator to the accumulator;
A temperature sensor installed at a suction side and a discharge side of the screw compressor to measure a suction temperature and a discharge temperature of the refrigerant;
A pressure sensor installed on the suction side and the discharge side of the screw compressor to measure a suction pressure and a discharge pressure of the refrigerant;
Determining whether the liquid compression operation or the normal operation is performed according to the discharge pressure and the discharge temperature during the start operation and determining whether the liquid compression operation or the normal operation is performed according to the suction pressure and the suction temperature when the start operation is completed; The first and second suction valves are opened and the third suction valve is closed during the starting operation and the liquid compression operation, and the first suction valve is closed during the normal operation and the second and third suction valves are opened A multi-stage compression system comprising a control unit. 저압 압축기와 고압 압축기가 축방향으로 직렬로 연결된 스크류 압축기와; 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 나온 냉매를 팽창시키는 팽창장치와; 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 증발시킨 후 상기 스크류 압축기로 내보내는 증발기와; 상기 스크류 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어, 상기 스크류 압축기에서 나온 냉매 중 오일을 분리하는 오일 분리기와; 상기 오일 분리기에서 분리된 오일 중 일부를 저장한 후, 상기 증발기로 내보내는 오일 저장탱크를 포함하고,
상기 고압 압축기와 상기 저압 압축기를 연결하여, 상기 고압 압축기의 오일을 상기 저압 압축기의 내부로 바이패스하도록 형성된 바이패스 유로와;
상기 바이패스 유로에 설치된 바이패스 밸브와;
상기 스크류 압축기의 기동 운전시나 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되는 액압축 운전시 상기 스크류 압축기 내부의 액상 냉매와 액상 오일을 흡입하여 일시 저장하고, 상기 스크류 압축기로 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전시 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터와;
상기 저압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 저압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제1어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 고압 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 고압 압축기 내부의 액상 냉매와 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제2어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 오일 분리기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 오일 분리기 내부의 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하도록 형성된 제3어큐뮬레이터 흡입유로와;
상기 스크류 압축기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 어큐뮬레이터에서 증발된 냉매와 오일을 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기 사이로 공급하도록 형성된 어큐뮬레이터 토출유로와;
상기 제1어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 저압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제1흡입밸브와;
상기 제2어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 고압 압축기로부터 상기 어큐뮬레이터로 액상 냉매와 오일의 유입을 단속하는 제2흡입밸브와;
상기 제3어큐뮬레이터 흡입유로에 설치되어, 상기 오일 분리기로부터 상기 어큐뮬레이터로 오일의 공급을 단속하는 제3흡입밸브와;
상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 온도를 측정하는 온도 센서와;
상기 스크류 압축기의 흡입측에 설치되어 흡입되는 냉매의 흡입 압력을 측정하는 압력 센서와;
상기 압력 센서에서 측정된 흡입압력에 따른 포화 온도보다 상기 온도 센서에서 측정된 흡입 온도가 낮으면 상기 액압축 운전이라고 판단하고, 상기 포화 온도보다 상기 흡입 온도가 높으면 상기 정상 운전이라고 판단하며, 상기 기동 운전시와 상기 액압축 운전시 상기 제1,2흡입밸브 및 상기 바이패스 밸브를 개방시키고 상기 제3흡입밸브는 차폐하고, 상기 정상 운전시 상기 제1흡입밸브와 상기 바이패스 밸브는 차폐시키고 상기 제2,3흡입밸브를 개방하는 제어부를 포함하는 다단 압축 시스템. A screw compressor in which a low-pressure compressor and a high-pressure compressor are connected in series in an axial direction; A condenser for condensing the refrigerant from the screw compressor; An expansion device for expanding the refrigerant from the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion device and sending the evaporated refrigerant to the screw compressor; An oil separator installed between the screw compressor and the condenser for separating oil from the refrigerant discharged from the screw compressor; And an oil storage tank for storing a part of the oil separated in the oil separator and then discharging the oil to the evaporator,
A bypass passage formed to connect the high pressure compressor and the low pressure compressor to bypass the oil of the high pressure compressor to the inside of the low pressure compressor;
A bypass valve installed in the bypass passage;
The liquid refrigerant and the liquid oil in the screw compressor are sucked and temporarily stored at the start-up operation of the screw compressor or during the liquid compression operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor, and during normal operation in which the liquid refrigerant does not flow into the screw compressor An accumulator for discharging refrigerant and oil evaporated therein from the screw compressor;
A first accumulator suction flow path connecting the low pressure compressor and the accumulator to supply liquid refrigerant and oil in the low pressure compressor to the accumulator;
A second accumulator suction flow path connecting the high pressure compressor and the accumulator to supply the liquid refrigerant and oil in the high pressure compressor to the accumulator;
A third accumulator suction passage connected to the oil separator and the accumulator to supply oil in the oil separator to the accumulator;
An accumulator discharge flow passage connected to the screw compressor and the accumulator to supply refrigerant and oil evaporated in the accumulator between the low pressure compressor and the high pressure compressor;
A first suction valve installed in the first accumulator suction passage for controlling the flow of the liquid refrigerant and the oil from the low pressure compressor to the accumulator;
A second suction valve installed in the second accumulator suction passage for interrupting the flow of the liquid refrigerant and the oil from the high pressure compressor to the accumulator;
A third suction valve installed in the third accumulator suction passage for controlling supply of oil from the oil separator to the accumulator;
A temperature sensor installed at a suction side of the screw compressor and measuring an intake temperature of the refrigerant sucked;
A pressure sensor installed on a suction side of the screw compressor and measuring a suction pressure of the refrigerant sucked;
The control unit determines that the operation is the liquid compression operation when the suction temperature measured by the temperature sensor is lower than the saturation temperature according to the suction pressure measured by the pressure sensor and determines that the operation is the normal operation if the suction temperature is higher than the saturation temperature, The first suction valve and the bypass valve are opened and the third suction valve is closed during the operation and the liquid compression operation, the first suction valve and the bypass valve are shielded during the normal operation, And a control unit for opening the second and third suction valves. 스크류 압축기의 기동 운전시, 상기 스크류 압축기 내부의 저압 압축기의 액상 냉매와 액상 오일을 어큐뮬레이터로 공급하고, 상기 스크류 압축기 내부의 고압 압축기의 액상 냉매와 액상 오일도 상기 어큐뮬레이터로 공급하여, 상기 어큐뮬레이터에 상기 액상 냉매와 액상 오일을 저장하는 단계와;
상기 스크류 압축기 내의 냉매의 온도와 압력을 측정하고, 상기 압력에 따른 포화 온도와 상기 온도를 비교하여, 상기 스크류 압축기에 액냉매가 유입되는 액압축 운전인지 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전인지를 판단하는 단계와;
상기 스크류 압축기가 액압축 운전이라고 판단하면, 상기 저압 압축기와 상기 고압 압축기로부터 액상 냉매와 액상 오일을 상기 어큐뮬레이터로 공급하여, 상기 어큐뮬레이터에 상기 액상 냉매와 액상 오일을 저장하는 단계와;
상기 스크류 압축기에 액냉매가 유입되지 않는 정상 운전이라고 판단하면, 상기 저압 압축기의 액상 냉매와 오일이 상기 어큐뮬레이터로 공급되는 것을 차단하고, 상기 고압 압축기 내부의 냉매와 오일은 상기 어큐뮬레이터로 공급시키고, 상기 스크류 압축기로부터 토출된 냉매로부터 오일을 분리한 오일 분리기 내부의 오일 중 일부를 상기 어큐뮬레이터로 공급하여 상기 어큐뮬레이터 내부의 냉매와 오일을 증발시키고, 상기 어큐뮬레이터 내부에서 증발된 냉매와 오일을 상기 스크류 압축기로 공급하는 단계를 포함하는 다단 압축 시스템의 제어방법.The liquid refrigerant and the liquid oil of the low pressure compressor in the screw compressor are supplied to the accumulator while the liquid refrigerant and the liquid oil of the high pressure compressor in the screw compressor are also supplied to the accumulator, Storing liquid refrigerant and liquid oil;
A temperature and a pressure of the refrigerant in the screw compressor are measured and a saturation temperature according to the pressure is compared with the temperature to judge whether the liquid compressor is a normal operation in which the liquid refrigerant flows into the screw compressor ;
Supplying the liquid refrigerant and the liquid oil from the low pressure compressor and the high pressure compressor to the accumulator and storing the liquid refrigerant and the liquid oil in the accumulator when judging that the screw compressor is a liquid compression operation;
Pressure compressor is not supplied with the liquid refrigerant and the oil is supplied to the accumulator, the refrigerant and the oil in the high-pressure compressor are supplied to the accumulator, A part of the oil in the oil separator in which the oil is separated from the refrigerant discharged from the screw compressor is supplied to the accumulator to evaporate the refrigerant and the oil in the accumulator and to supply the refrigerant and oil evaporated in the accumulator to the screw compressor Wherein said step of compressing said multi-stage compression system comprises the steps of: 청구항 17에 있어서,
상기 스크류 압축기의 기동 운전시,
상기 고압 압축기의 토출측 냉매와 오일을 상기 저압 압축기로 바이패스시키는 단계를 더 포함하는 다단 압축 시스템의 제어방법. 18. The method of claim 17,
In the starting operation of the screw compressor,
Further comprising bypassing the discharge side refrigerant and the oil of the high pressure compressor with the low pressure compressor. 청구항 17에 있어서,
상기 스크류 압축기의 액압축 운전시,
상기 고압 압축기의 토출측 냉매와 오일을 상기 저압 압축기로 바이패스시키는 단계를 더 포함하는 다단 압축 시스템의 제어방법. 18. The method of claim 17,
In the liquid compression operation of the screw compressor,
Further comprising bypassing the discharge side refrigerant and the oil of the high pressure compressor with the low pressure compressor. 청구항 17에 있어서,
상기 스크류 압축기의 정상 운전시,
상기 고압 압축기의 토출측 냉매와 오일이 상기 저압 압축기로 바이패스되는 것을 차단하는 다단 압축 시스템의 제어방법.
18. The method of claim 17,
During normal operation of the screw compressor,
Pressure refrigerant and oil from being bypassed to the low-pressure compressor.
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