KR20170092038A - 쿨링 시스템 및 그것의 펌프 구동 방법 - Google Patents

쿨링 시스템 및 그것의 펌프 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박에서 각종 설비에서 발생되는 열을 청수(fresh water)에 의해 냉각시키되 해당 청수에 흡수된 열을 해수(sea water)에 의해 냉각시키면서 선박의 각종 설비에서 발생 되는 열을 냉각시키는 쿨링 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 구동시 열 발생하는 열원에 대하여 쿨링 청수펌프에 의해 청수(fresh water)를 가압하여 순환시키되 열원의 열을 흡수한 청수를 쿨러에 유입시켜 쿨러에서 해수에 의해 상기 열 흡수한 청수를 냉각시켜서 상기 쿨링 청수펌프에 의해 열원 측으로 반복 순환시키는 복수의 청수 쿨링 시스템과; 상기 쿨러의 해수 출력단에 설치되어, 쿨러로부터 상기 열원 측으로 송출되는 청수의 온도에 따라 상기 쿨러로부터 해수 유출구 측으로 송출되는 해수의 유량을 조절하는 온도조절밸브와; 해수 유입구로부터 인가되는 해수를 가압하여 상기 쿨러에 송출하는 쿨링 해수펌프와; 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력을 검출하는 압력센서와; 상기 압력센서에 의해 검출된 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 제어하여서 쿨링 해수펌프를 구동시켜 쿨링 해수펌프에 의해 상기 쿨러 측으로의 해수 공급 유량을 조절하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 청수를 순환시켜서 각종 설비의 열을 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 단일의 쿨링 해수펌프를 구동하여 해수를 공급하여서 청수에 흡수된 열을 해수에 의해 냉각시키는 경우에도 단일의 쿨링 해수펌프를 RPM 제어 구동하여 복수의 청수 쿨링 시스템에 안정적으로 해수를 공급함으로써 펌프의 사용 전력을 감소시키게 된다.

Description

쿨링 시스템 및 그것의 펌프 구동 방법{Cooling System and Pump Driving Method Thereof}
본 발명은 선박에서 각종 설비에서 발생되는 열을 청수(fresh water)에 의해 냉각시키되 해당 청수에 흡수된 열을 해수(sea water)에 의해 냉각시키면서 선박의 각종 설비에서 발생 되는 열을 냉각시키는 쿨링 시스템에 관한 것으로, 특히 청수를 순환시켜서 각종 설비의 열을 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 단일의 쿨링 해수펌프를 구동하여 해수를 공급하여서 청수에 흡수된 열을 해수에 의해 냉각시키는 경우에도 단일의 쿨링 해수펌프를 RPM 제어 구동하여 복수의 청수 쿨링 시스템에 안정적으로 해수를 공급함으로써 펌프의 사용 전력을 감소시키도록 하는 쿨링 시스템 및 그것의 펌프 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박에는 구동하면서 열을 발생하는 다양한 설비를 구비하며, 해당 설비들을 냉각시키기 위하여 해당 설비에 대하여 청수를 순환시켜서 청수에 의해 열을 흡수하여 해당 설비를 냉각시킴과 아울러 해당 청수에 흡수된 열을 해수에 의해 냉각시키는 쿨링 시스템을 구비한다.
이와 같은 종래의 쿨링 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 이루어진다. 쿨링 시스템(100)은 구동하면서 열을 발생하는 설비에 해당하는 열원(110)에 대하여 청수를 순환시키되 쿨링 청수펌프(120)에 의해 청수를 가압하여 순환시키는데, 청수는 열원(110), 쿨러(cooler)(130) 및 쿨링 청수펌프(120)를 경유하는 경로를 통해 순환되어서 열원(110)에서 발생되는 열을 흡수하여 냉각시키고, 열원(110)으로부터 열을 흡수한 청수는 쿨러(130)에서 해수에 의해 냉각되어서 다시 열원(110) 측으로 인가된다.
온도조절밸브(V11)는 쿨러(130)의 청수 송출단에 설치되어, 제어기(150)의 제어에 따라 쿨러(130)로부터 송출되는 청수와 열원(100)으로부터 쿨러(130)를 우회하여 인가되는 청수를 혼합하여 쿨링 청수펌프(120) 측에 인가함으로써 열원(110)에 인가되는 청수의 온도를 일정 온도로 유지시킨다.
쿨링 해수펌프(140)는 해수 유입구(161)를 통해 유입되는 해수를 가압하여 쿨러(130) 측에 공급하여서 쿨러(130)로 하여금 해수에 의해 청수를 냉각시키게 하며, 해당 쿨러(130)를 통과한 해수는 다시 해수 유출구(162)를 통해 해양에 배출된다.
제어기(150)는 쿨링 해수펌프(140)의 구동을 제어하되, 쿨링 해수펌프(140)의 모터를 RPM 제어한다. 제어기(150)는 온도센서(S11)에 의해 쿨러(130)에 유입되는 청수의 온도를 검출함과 아울러 온도센서(S12)를 통해 쿨러(130)로부터 열원(110) 측으로 송출되는 청수의 온도를 검출하여서 해당 유입 청수 온도와 송출 청수 온도에 의거하여 쿨러(130)의 청수 쿨링 부하를 파악하고, 온도센서(S13)를 통해 쿨러(130)에 공급되는 해수의 온도를 검출한다.
그리고, 제어기(150)는 쿨러(130)의 청구 쿨링 부하와 해수의 온도에 의거하여 쿨러(130)에 대한 해수의 필요 공급 유량을 파악하고, 해당 해수의 필요 공급 유량에 대응하는 모터의 RPM를 산출하여, 해당 RPM으로 쿨링 해수펌프(140)의 모터를 구동시킴으로써, 쿨링 해수펌프(140)에 의해 필요 공급 유량의 해수를 쿨러(130)에 공급하여 쿨러(130)에서 해수에 의해 청수를 냉각시킨다.
이와 같이 종래의 쿨링 시스템(100)은 열 흡수한 청수를 냉각시켜 주기 위한 쿨러(130)에 쿨링 해수펌프(140)에 의해 해수를 가압하여 공급하는 경우에 쿨링 해수펌프(140)를 RPM 제어하는 방식으로 구동함으로써 쿨러(130)에 필요 유량의 해수를 공급하여 쿨링 해수펌프(140)의 전력소모를 감소시키고 있다.
그러나, 종래의 쿨링 시스템(100)에서는 구동하면서 열을 발생하는 설비에 해당하는 열원(110)에 대해 청수를 순환시켜 냉각시키는 하나의 청수 쿨링 시스템에 대하여 해수를 공급하는 경우에는 쿨링 해수펌프(140)를 RPM 제어할 수 있지만, 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 해수를 공급하는 경우에는 단일의 쿨링 해수펌프(140)를 RPM 제어하는 방안이 마련되어 있지 않아서 각각의 청수 쿨링 시스템별로 하나의 쿨링 해수펌프를 설치하여 구동해야되므로 쿨링 해수펌프의 설치비용이 증가하고 구동에 많은 전력을 소모하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 청수를 순환시켜서 각종 설비의 열을 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 단일의 쿨링 해수펌프를 구동하여 해수를 공급하여서 청수에 흡수된 열을 해수에 의해 냉각시키는 경우에도 단일의 쿨링 해수펌프를 RPM 제어 구동하여 복수의 청수 쿨링 시스템에 안정적으로 해수를 공급함으로써 펌프의 사용 전력을 감소시키도록 하는 쿨링 시스템 및 그것의 펌프 구동 방법을 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 구동시 열 발생하는 열원에 대하여 쿨링 청수펌프에 의해 청수(fresh water)를 가압하여 순환시키되 열원의 열을 흡수한 청수를 쿨러에 유입시켜 쿨러에서 해수에 의해 상기 열 흡수한 청수를 냉각시켜서 상기 쿨링 청수펌프에 의해 열원 측으로 반복 순환시키는 복수의 청수 쿨링 시스템과; 상기 쿨러의 해수 출력단에 설치되어, 쿨러로부터 상기 열원 측으로 송출되는 청수의 온도에 따라 상기 쿨러로부터 해수 유출구 측으로 송출되는 해수의 유량을 조절하는 온도조절밸브와; 해수 유입구로부터 인가되는 해수를 가압하여 상기 쿨러에 송출하는 쿨링 해수펌프와; 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력을 검출하는 압력센서와; 상기 압력센서에 의해 검출된 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 제어하여서 쿨링 해수펌프를 구동시켜 쿨링 해수펌프에 의해 상기 쿨러 측으로의 해수 공급 유량을 조절하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 쿨링 시스템에 의하면, 상기 제어기는 상기 압력센서에 의해 검출된 압력이 설정 압력보다 낮으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시켜 쿨링 해수펌프를 구동하여서 상기 쿨러 측으로의 해수 공급 유량을 증가시킨다.
그리고, 본 발명에 따른 쿨링 시스템에 의하면, 상기 제어기는 상기 압력센서에 의해 검출된 압력이 설정 압력보다 낮지 않으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시켜 쿨링 해수펌프를 구동하여서 상기 쿨러 측으로의 해수 공급 유량을 감소시킨다.
또한, 본 발명에 따른 쿨링 시스템에 의하면, 상기 쿨러의 청수 출력단에 설치되어, 상기 쿨링 청수펌프에 유입되는 청수의 온도에 따라, 상기 쿨러로부터 송출되는 청수와 상기 열원으로부터 쿨러를 우회하여 인가되는 청수를 혼합하여 쿨링 청수펌프 측에 인가하여서 쿨링 청수펌프에 인가되는 청수의 온도를 일정 온도로 유지시키는 온도조절밸브를 더 포함한다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열 흡수된 청수를 해수에 의해 냉각시키기 위한 쿨러를 구비하는 복수의 쿨링 청수 시스템과; 상기 쿨러에 해수를 가압하여 공급하기 위한 쿨링 해수펌프와; 상기 쿨링 해수펌프의 구동을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법에 있어서, 상기 제어기가 압력센서를 통해 검출된 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부를 확인하는 단계와; 상기 제어기가 압력센서를 통해 검출된 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계와; 상기 제어기가 압력센서를 통해 검출된 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮지 않으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법에 의하면, 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계는, 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM인지의 여부를 확인하는 단계와; 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM이면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM를 현재 RPM으로 유지하는 단계와; 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법에 의하면, 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계는, 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM인지의 여부를 확인하는 단계와; 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM이면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM를 현재 RPM으로 유지하는 단계와; 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 청수를 순환시켜서 각종 설비의 열을 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 단일의 쿨링 해수펌프를 구동하여 해수를 공급하여서 청수에 흡수된 열을 해수에 의해 냉각시키는 경우에도 단일의 쿨링 해수펌프를 RPM 제어 구동하여 복수의 청수 쿨링 시스템에 안정적으로 해수를 공급함으로써 펌프의 사용 전력을 감소시키게 된다.
도 1은 종래의 쿨링 시스템을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쿨링 시스템을 예시한 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쿨링 시스템에서의 쿨링 해수펌프 구동 방법을 설명하기 위하여 예시한 도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명은 청수를 순환시켜서 각종 설비의 열을 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 단일의 쿨링 해수펌프를 구동하여 해수를 공급하여서 청수에 흡수된 열을 해수에 의해 냉각시키는 경우에도 단일의 쿨링 해수펌프를 RPM 제어 구동하여 복수의 청수 쿨링 시스템에 안정적으로 해수를 공급함으로써 펌프의 사용 전력을 감소시키도록 구현된다.
이와 같이 구현하기 위한 본 발명에 따른 쿨링 시스템(200)은 도 2에 예시된 바와 같이 이루어진다.
쿨링 시스템(200)은 구동시에 열을 발생하는 설비에 해당하는 열원(210)에서 발생되는 열을 청수에 의해 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템을 구비하는데, 각 청수 쿨링 시스템은 열원(210), 쿨링 청수펌프(220) 및 쿨러(230)를 포함하는 청수 순환 루프로 이루어지며, 각 청수 쿨링 시스템에는 열원(210)에 대하여 일정 온도의 청수를 공급하도록 조절하기 위하여 온도센서(S21) 및 온도조절밸브(V21)를 구비한다.
쿨링 시스템(200)에 구비된 각각의 청수 쿨링 시스템은 구동시 열을 발생하는 설비에 해당하는 열원(210)에 대하여 청수를 순환시키되 쿨링 청수펌프(220)에 의해 청수를 가압하여 순환시킨다. 청수는 열원(210), 쿨러(cooler)(230) 및 쿨링 청수펌프(220)를 경유하는 경로를 통해 순환되어서 열원(210)에서 발생되는 열을 흡수하여 냉각시키고, 열원(210)으로부터 열을 흡수한 청수는 쿨러(230)에서 해수에 의해 냉각되어서 다시 열원(210) 측으로 인가된다.
그리고, 온도조절밸브(V21)는 쿨러(230)의 청수 송출단에 설치되어, 온도센서(S21)에 의해 검출된 쿨링 청수펌프(220)에 유입되는 청수의 온도가 일정 온도를 유지하도록 청수의 흐름을 조절하는데, 쿨러(230)로부터 송출되는 청수와 열원(210)으로부터 쿨러(230)를 우회하여 인가되는 청수를 혼합하여 쿨링 청수펌프(220) 측에 인가하여서 쿨링 청수펌프(220)에 인가되는 청수의 온도를 일정 온도로 유지함으로써 열원(210)에 대하여 일정 온도의 청수를 인가한다.
쿨링 해수펌프(240)는 해수 유입구(261)를 통해 유입되는 해수를 가압하여 복수의 쿨러(230) 측에 공급하여서 쿨러(230)로 하여금 해수에 의해 청수를 냉각시키게 하며, 해당 쿨러(230)를 통과한 해수는 다시 해수 유출구(262)를 통해 해양에 배출된다.
쿨러(230)의 청수 출력단에는 온도센서(S22)가 구비되고 쿨러(230)의 해수 출력단에는 온도조절밸브(V22)가 구비되는데, 온도조절밸브(V22)는 온도센서(S22)에 의해 검출되는 청수의 온도에 따라 쿨러(230)로부터 해수 유출구(262) 측으로 송출되는 해수의 유량을 조절함으로써 쿨러(230)로부터 열원(210) 측으로 송출되는 청수의 온도를 일정 온도로 유지하도록 쿨링 해수펌프(240)로부터 쿨러(230) 측으로의 해수 공급 유량을 조절한다.
즉, 온도조절밸브(V22)는 쿨러(230)로부터 열원(210) 측으로 송출되는 청수의 온도를 온도센서(S22)에 의해 검출하고, 해당 청수의 검출 온도에 따라 쿨러(230)로부터 해수 유출구(262) 측으로 배출되는 해수의 유량을 조절하여서 쿨링 해수펌프(240)로부터 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 조절함으로써, 쿨러(230)에 의해 해당 조절 공급된 해수의 유량으로 청수를 냉각시켜서 쿨러(230)로부터 열원(210) 측으로 송출되는 청수의 온도를 일정하게 조절한다.
온도조절밸브(V22)가 쿨러(230)로부터 배출되는 해수의 유량을 증가시키는 경우에는 쿨링 해수펌프(240)로부터 쿨러(230)에 인가되는 해수의 유량이 증가 됨과 아울러 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력이 낮아지고, 온도조절밸브(V22)가 쿨러(230)로부터 배출되는 해수의 유량을 감소시키는 경우에는 쿨링 해수펌프(240)로부터 쿨러(230)에 인가되는 해수의 유량이 감소 됨과 아울러 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력이 높아진다.
제어기(250)는 쿨링 해수펌프(240)의 출력단에 설치된 압력센서(S23)에 의해 압력을 검출하고, 해당 검출 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 쿨링 해수펌프(240)의 모터를 RPM 제어함으로써 쿨링 해수펌프(240)에 의한 쿨러(230) 측으로의 해수 공급 유량을 조절한다.
제어기(250)는 압력센서(S23)에 의해 검출한 압력이 설정 압력보다 낮으면 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량이 증가한 것으로 판단하여 쿨링 해수펌프(240)에 구비된 펌프 구동용 모터의 RPM을 증가시켜 구동하도록 쿨링 해수펌프(240)를 RPM 제어함으로써 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 증가시키고, 압력센서(S23)에 의해 검출한 압력이 설정 압력보다 높으면 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량이 감소한 것으로 판단하여 쿨링 해수펌프(240)에 구비된 펌프 구동용 모터의 RPM을 감소시켜 구동하도록 쿨링 해수펌프(240)를 RPM 제어함으로써 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 감소시킨다
이처럼, 제어기(250)는 쿨링 해수펌프(240)의 출력단에 설치된 압력센서(S23)를 통해 검출되는 압력에 의거하여 쿨링 해수펌프(240)의 모터를 RPM 제어함으로써 단일의 쿨링 해수펌프(240)에 의해 복수의 청수 쿨링 시스템에 구비된 쿨러(230)에 해수를 공급할 수 있다.
특히, 각 청수 쿨링 시스템의 쿨러(230)에 대한 해수 공급 유량이 상이하더라도, 각 청수 쿨링 시스템에 구비된 온도조절밸브(V22)가 쿨러(230)의 해수 공급을 개별 조절하게 되면, 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단의 압력에 영향을 미치게 되고, 제어기(250)는 압력센서(S23)를 통해 해당 압력을 검출하여 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 쿨링 해수펌프(240)의 모터를 RPM 제어하여서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 각 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 조절함으로써, 복수의 청수 쿨링 시스템의 쿨러(230)에 대하여 해수를 원활하게 공급하게 된다.
또한, 복수의 청수 쿨링 시스템 중에서 일부의 청수 쿨링 시스템을 구동 정지시키는 경우에도, 구동중인 청수 쿨링 시스템에 구비된 온도조절밸브(V22)가 쿨러(230)의 해수 공급을 개별 조절하게 되면, 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단의 압력에 영향을 미치게 되고, 제어기(250)는 압력센서(S23)를 통해 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸치는 압력을 검출하여 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 쿨링 해수펌프(240)의 모터를 RPM 제어하여서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 구동중인 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 조절함으로써, 복수의 청수 쿨링 시스템 중의 일부 청수 쿨링 시스템이 구동 정지된 상태에서도 구동중인 청수 쿨링 시스템의 쿨러(230)에 대하여 해수를 원활하게 공급할 수 있다.
제어기(250)는 압력센서(S23)를 통해 검출된 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮은 경우(즉, 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량이 증가하여서 검출압력이 설정 압력 이하인 경우), 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM인지의 여부를 확인하여서, 현재 RPM이 최대 RPM이면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM를 현재 RPM으로 유지하고, 현재 RPM이 최대 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시킴으로써, 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 증가시킨다.
또한, 제어기(250)는 압력센서(S23)를 통해 검출된 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮지 않은 경우(즉, 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량이 감소하여서 검출압력이 설정 압력이상인 경우), 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM인지의 여부를 확인하여서, 현재 RPM이 최소 RPM이면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM를 현재 RPM으로 유지하고, 현재 RPM이 최소 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시킴으로써, 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 감소시킨다.
상술한 바와 같은 기능을 구비하는 본 발명에 따른 쿨링 시스템(200)의 쿨링 처리는 다음과 같이 진행한다.
쿨링 시스템(200)에 구비된 각각의 청수 쿨링 시스템은 구동시 열을 발생하는 설비에 해당하는 열원(210)에 대하여 청수를 순환시키는데 쿨링 청수펌프(220)에 의해 청수를 가압하여 순환시킨다.
청수는 열원(210), 쿨러(cooler)(230) 및 쿨링 청수펌프(220)를 경유하는 경로를 통해 순환되어서 열원(210)에서 발생되는 열을 흡수하여 냉각시키고, 열원(210)으로부터 열을 흡수한 청수는 쿨러(230)에서 해수에 의해 냉각되어서 다시 열원(210) 측으로 인가된다.
이때, 쿨러(230)의 청수 송출단에 설치되어 있는 온도조절밸브(V21)는 온도센서(S21)에 의해 검출된 쿨링 청수펌프(220)에 유입되는 청수의 온도가 일정 온도를 유지하도록 청수의 흐름을 조절하되, 쿨러(230)로부터 송출되는 청수와 열원(210)으로부터 쿨러(230)를 우회하여 인가되는 청수를 혼합하여 쿨링 청수펌프(220) 측에 인가하여서 쿨링 청수펌프(220)에 인가되는 청수의 온도를 일정 온도로 유지함으로써 열원(210)에 대하여 일정 온도의 청수를 인가한다.
그리고, 쿨링 해수펌프(240)는 해수 유입구(261)를 통해 유입되는 해수를 가압하여 복수의 쿨러(230) 측에 공급하여서 쿨러(230)로 하여금 해수에 의해 청수를 냉각시키게 하며, 해당 쿨러(230)를 통과한 해수는 다시 해수 유출구(262)를 통해 해양에 배출된다.
아울러, 쿨러(230)의 해수 출력단에 설치된 온도조절밸브(V22)는 쿨러(230)의 청수 출력단에 설치된 온도센서(S22)에 의해 검출되는 청수의 온도에 따라 쿨러(230)로부터 해수 유출구(262) 측으로 송출되는 해수의 유량을 조절함으로써 쿨러(230)로부터 열원(210) 측으로 송출되는 청수의 온도를 일정 온도로 유지하도록 쿨링 해수펌프(240)로부터 쿨러(230) 측으로의 해수 공급 유량을 조절한다.
이때, 제어기(250)는 온도조절밸브(V22)가 쿨러(230)의 해수 공급을 조절함에 따라 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 미치는 압력을 압력센서(S23)에 의해 검출하여 해당 검출 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 쿨링 해수펌프(240)의 모터를 RPM 제어하여서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 각 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 조절한다.
이와 같이 제어기(250)가 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력에 따라 쿨링 해수펌프(240)를 RPM 제어하여 구동하는 경우 도 3에 예시된 바와 같이 제어한다.
제어기(250)는 쿨링 해수펌프(240)를 구동하여 각 쿨러(230)에 해수를 공급하면서(S110), 압력센서(S23)를 통해 검출된 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부를 확인한다(S120).
제어기(250)는 S120에서 확인한 결과, 압력센서(S23)를 통해 검출된 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮으면(즉, 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량이 증가하여서 압력센서(S23)에 의해 검출된 압력이 설정 압력 이하이면), 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM인지의 여부를 확인한다(S130).
제어기(250)는 S130에서 확인한 결과, 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM이면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM를 현재 RPM으로 유지하여서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 최대로 유지하고(S140), 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM을 증가시켜서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 증가시켜 준다(S150).
한편, 제어기(250)는 S120에서 확인한 결과, 압력센서(S23)를 통해 검출된 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮지 않으면(즉, 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량이 감소하여서 압력센서(S23)에 의해 검출한 압력이 설정 압력이상이면), 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM인지의 여부를 확인한다(S160).
제어기(250)는 S160에서 확인한 결과, 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM이면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM을 현재 RPM으로 유지하여서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 최소로 유지하고(S170), 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프(240)를 구동시키는 모터의 RPM을 감소시켜서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 감소시킨다(S180).
그리고, 제어기(250)는 S140, S150, S170 또는 S180의 처리를 수행한 후에, 시스템 운전자에 의해 쿨링 해수펌프(240)의 구동 종료 지시 명령이 입력되는지의 여부를 확인하고(S190), 구동 종료 지시 명령이 입력되지 않았으면 S120으로 귀환하여 상술한 처리를 반복 수행하며, 구동 종료 지시 명령이 입력되었으면 쿨링 해수펌프(240)의 구동을 종료한다.
이상과 같이, 본 발명은 단일의 쿨링 해수 펌프(240)를 RPM 제어 구동하여서 복수의 청수 쿨링 시스템의 쿨러에 해수를 공급할 수 있다.
본 발명은 복수의 청수 쿨링 시스템의 쿨러(230)에 대한 해수 공급 유량이 상이하거나 복수의 청수 쿨링 시스템 중의 일부를 구동 정지시키더라도, 구동중인 각 청수 쿨링 시스템에 구비된 온도조절밸브(V22)가 쿨러(230)의 해수 공급을 개별 조절하게 되면, 쿨링 해수펌프(240)의 해수 출력단의 압력에 영향을 미치게 되고, 제어기(250)는 압력센서(S23)를 통해 해당 압력을 검출하여 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 쿨링 해수펌프(240)의 모터를 RPM 제어하여서 쿨링 해수펌프(240)에 의해 구동중인 각 쿨러(230)에 공급되는 해수의 유량을 조절함으로써, 복수의 청수 쿨링 시스템의 쿨러(230)에 대하여 해수를 원활하게 공급할 수 있다.
이처럼, 본 발명은 청수를 순환시켜서 각종 설비의 열을 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 단일의 쿨링 해수펌프(240)를 RPM 제어 구동하여서 안정적으로 해수를 공급하므로, 복수의 청수 쿨링 시스템을 운용하는 경우에도 단일의 쿨링 해수펌프에 의해 복수의 청수 쿨링 시스템에 필요 유량만큼의 해수를 원활히 공급할 수 있어 펌프 사용 전력을 감소시켜 경제성을 향상시키게 된다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.
본 발명은 선박에서 구동시 열을 발생하는 설비들을 냉각시키기 위한 쿨링 시스템에 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, 청수를 순환시켜서 각종 설비의 열을 냉각시키는 복수의 청수 쿨링 시스템에 대하여 단일의 쿨링 해수펌프를 구동하여 해수를 공급하여서 청수에 흡수된 열을 해수에 의해 냉각시키는 경우에도 단일의 쿨링 해수펌프를 RPM 제어 구동하여 복수의 청수 쿨링 시스템에 안정적으로 해수를 공급함으로써 펌프의 사용 전력을 감소시키게 된다.
100, 200; 쿨링 시스템 110, 210; 열원
120, 220; 쿨링 청수펌프 130, 230; 쿨러
140, 240; 쿨링 해수펌프 150, 250; 제어기
161, 261; 해수 유입구 162, 262; 해수 유출구
S11~S13, S21, S22; 온도센서 S23; 압력센서
V11, V21, V22; 온도조절밸브

Claims (7)

  1. 구동시 열 발생하는 열원에 대하여 쿨링 청수펌프에 의해 청수(fresh water)를 가압하여 순환시키되 열원의 열을 흡수한 청수를 쿨러에 유입시켜 쿨러에서 해수에 의해 상기 열 흡수한 청수를 냉각시켜서 상기 쿨링 청수펌프에 의해 열원 측으로 반복 순환시키는 복수의 청수 쿨링 시스템과;
    상기 쿨러의 해수 출력단에 설치되어, 쿨러로부터 상기 열원 측으로 송출되는 청수의 온도에 따라 상기 쿨러로부터 해수 유출구 측으로 송출되는 해수의 유량을 조절하는 온도조절밸브와;
    해수 유입구로부터 인가되는 해수를 가압하여 상기 쿨러에 송출하는 쿨링 해수펌프와;
    상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력을 검출하는 압력센서와;
    상기 압력센서에 의해 검출된 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부에 따라 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 제어하여서 쿨링 해수펌프를 구동시켜 쿨링 해수펌프에 의해 상기 쿨러 측으로의 해수 공급 유량을 조절하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 압력센서에 의해 검출된 압력이 설정 압력보다 낮으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시켜 쿨링 해수펌프를 구동하여서 상기 쿨러 측으로의 해수 공급 유량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 압력센서에 의해 검출된 압력이 설정 압력보다 낮지 않으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시켜 쿨링 해수펌프를 구동하여서 상기 쿨러 측으로의 해수 공급 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쿨러의 청수 출력단에 설치되어, 상기 쿨링 청수펌프에 유입되는 청수의 온도에 따라, 상기 쿨러로부터 송출되는 청수와 상기 열원으로부터 쿨러를 우회하여 인가되는 청수를 혼합하여 쿨링 청수펌프 측에 인가하여서 쿨링 청수펌프에 인가되는 청수의 온도를 일정 온도로 유지시키는 온도조절밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템.
  5. 열 흡수된 청수를 해수에 의해 냉각시키기 위한 쿨러를 구비하는 복수의 쿨링 청수 시스템과; 상기 쿨러에 해수를 가압하여 공급하기 위한 쿨링 해수펌프와; 상기 쿨링 해수펌프의 구동을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법에 있어서,
    상기 제어기가 압력센서를 통해 검출된 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮은지의 여부를 확인하는 단계와;
    상기 제어기가 압력센서를 통해 검출된 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계와;
    상기 제어기가 압력센서를 통해 검출된 상기 쿨링 해수펌프의 해수 출력단에 걸리는 압력이 설정 압력보다 낮지 않으면 상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계는,
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM인지의 여부를 확인하는 단계와;
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM이면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM를 현재 RPM으로 유지하는 단계와;
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최대 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시켜 쿨링 해수펌프를 구동하는 단계는,
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM인지의 여부를 확인하는 단계와;
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM이면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM를 현재 RPM으로 유지하는 단계와;
    상기 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 현재 RPM이 최소 RPM이 아니면 쿨링 해수펌프를 구동하는 모터의 RPM을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링 시스템의 펌프 구동 방법.
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