KR20180051423A - 원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법 - Google Patents

원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 나카야
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Abstract

본 발명의 과제는, 칠러의 조정이나 메인터넌스를 용이하게 행하는 것이 가능한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 냉매를 순환시키는 순환 회로(3)와 인버터 제어 가능한 컴프레서(4)와 컴프레서에서 고압이 된 냉매를 응축하는 응축기(5)와 응축기에서 액화된 냉매를 저압으로 하는 전자 팽창 밸브(6)와 전자 팽창 밸브에 의해 저압이 된 냉매를 기체로 하는 열교환기(7)를 구비한 냉동기 유닛(2)과, 열교환기와의 사이에서 순환액을 순환시키면서 설정 온도로 제어된 순환액을 제어 대상에 공급하는 순환액 순환 회로(9)를 구비한 칠러를 이용하여, 미리 순환액의 설정 온도를 복수 에리어로 분할하여 각 에리어에 따라 컴프레서의 운전 주파수와 전자 팽창 밸브의 개방도를 파라미터화하고, 파라미터치에 변경의 필요성이 생긴 경우에, 인터넷을 통해 설치한 조작 단말(33)에 있어서 원격 제어에 의해 파라미터를 변경한다.

Description

원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법{METHOD OF CONTROLLING CIRCULATED LIQUID TEMPERATURE USING PARAMETER CONTROL SYSTEM CHILLER FOR EACH AREA BY REMOTE CONTROL AND MAINTENANCE METHOD}
[0001] 본 발명은 반도체 제조 장치 등의 각종 장치나 프로세스 등의 온도를 제어하기 위해 이용되는 칠러(chiller)를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에 관한 것이며, 보다 자세하게는, 칠러의 작동을 인터넷을 통해 원격 제어하는 것을 특징으로 하는 에리어(area)별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에 관한 것이다.
[0002] 주지된 바와 같이, 반도체 제조에 있어서는, 각 공정 내에 있어서, 온도를 일정하게 제어할 필요가 있으며, 이 때문에, 액온(液溫)을 관리한 순환액을 순환시킴으로써 온도 제어를 행하는 칠러가 이용되고 있다.
[0003] 즉, 칠러는 일반적으로, 온도 제어의 대상이 되는 프로세스 등에 공급하는 순환액의 온도를 소정 온도로 제어하기 위한 냉동기 유닛을 가지고 있으며, 상기 냉동기 유닛에서는, 컴프레서, 응축기, 팽창 밸브, 및 증발기 간에 냉매를 순환시키면서, 상기 냉매와, 온도 제어의 대상이 되는 프로세스 등으로부터 돌아온 순환액을 열교환함으로써, 순환액 온도를 필요 온도 이하로 낮추고, 이후에, 순환액을, 히터로 가열함으로써 필요 온도로 하는 것으로 하고 있다.
[0004] 그리고 이때, 예컨대 반도체의 에칭 프로세스는 폴리, 메탈, 옥사이드의 3종류로 대표되는데, 각 프로세스에서 필요로 하는 순환액의 온도는 상이하기 때문에, 종래의 칠러에서는, 일정속(一定速)의 컴프레서와 기계식의 팽창 밸브를 이용하여, 순환액의 설정 온도에 관계없이, 컴프레서를 최대 능력으로 운전함으로써 칠러의 냉각 능력을 최대로 하여 순환액의 냉각을 행하고, 이후, 히터에 의해 순환액의 온도를 상승시킴으로써, 순환액의 온도를 소정의 온도로 하였다.
[0005] 그러나, 반도체 제조에 있어서의 다수의 프로세스 중에는, 칠러의 냉각 능력이 필요 냉각 능력을 큰 폭으로 상회(上廻)하는 경우가 있는데, 이러한 경우는, 전술한 종래의 방법에서는 순환액이 필요 냉각 온도를 큰 폭으로 하회(下廻)하는 온도로 냉각되어 버렸다. 그러면, 순환액을 필요 이상으로 냉각하게 되고, 그에 따라 필요 이상의 가열이 필요해지므로, 에너지를 낭비하게 되어 버리는 사태가 발생하였다. 이 때문에, 에너지 절약이 요구되는 요즘에는, 이러한, 이른바 '무차별적인' 제어는 경원시되고 있다.
[0006] 또한, 전술한 바와 같이, 종래의 칠러에서 이용되던 컴프레서는, 일정속의 컴프레서에 의해 운전 주파수가 일정하고 능력이 고정되어 있기 때문에 세세한 조정을 할 수 없었다. 또한, 종래의 칠러에서 이용되던 팽창 밸브는 기계식이며 개방도(開度)가 고정되어 있기 때문에, 컴프레서와 마찬가지로 능력이 고정되어 세세한 조정을 할 수 없었다. 이 때문에, 종래의 칠러에서는, 환경 변화 등으로 인해 본래의 능력을 발휘할 수 없게 된 경우에는, 칠러의 교환으로 대응하는 것이 일반적이며, 그에 따라 비용의 증가를 초래하였다.
[0007] 이 때문에, 본 발명자는, 과거에, 인버터 제어 가능한 컴프레서와 전자 팽창 밸브를 구비한 칠러를 이용하여, 설정될 가능성이 있는 순환액의 설정 온도를 미리 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 미리 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도를 파라미터화하여 설정해 두는 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 조절 방법을 제안한 바 있으며, 이에 따라, 환경 변화 등으로 인해, 냉각 능력의 저하 등이 발생한 경우라 하더라도 교환하는 일 없이 대응이 가능해졌다.
[0008] 즉, 본 발명자가 제안한 순환액 온도 조절 방법에서는, 미리 분할해 둔 에리어에 따라 컴프레서의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브의 개방도를 미리 파라미터화하여 설정해 두기 때문에, 파라미터의 설정치를 변경함으로써 칠러의 냉각 능력을 변경할 수 있다. 따라서, 예컨대 실온 변화 등의 칠러의 운전 환경의 변화로 인해, 미리 설정한 파라미터치로는 목적으로 하는 순환액의 액온을 얻을 수 없게 된 경우라 하더라도, 칠러를 교환하는 일 없이, 파라미터의 수정으로 대응하는 것이 가능하기 때문에, 비용을 큰 폭으로 삭감하는 것이 가능하다.
[0009] 1. 일본 특허공개공보 제2015-59726호 2. 일본 특허공개공보 제2013-20509호 3. 일본 특허공개공보 제2011-114279호 4. 일본 특허공개공보 제2003-148852호
[0010] 그런데, 전술한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 조절 방법에서는, 컴프레서의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터를 설정 또는 변경하는 경우에는, 칠러마다, 수동 혹은 자동으로 설정할 필요가 있었다.
[0011] 이 때문에, 다수 개의 칠러를 설치하고 있는 경우는, 파라미터치의 변경을 행할 경우에 작업이 힘들어진다는 문제점도 지적할 수 있다.
[0012] 따라서 본 발명은, 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에 있어서, 칠러의 조정이나 메인터넌스를 용이하게 하는 것이 가능한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
[0013] 본 발명의 원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법은,
온도 제어를 필요로 하는 제어 대상에 순환액을 순환시킴으로써 상기 제어 대상을 미리 설정한 설정 온도로 유지하는 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법으로서,
냉매를 순환시키는 순환 회로와,
상기 순환 회로의 도상(途上)에 배치한,
기화된 기체 상태의 냉매를 압축하여 고압으로 하기 위한, 인버터 제어 가능한 컴프레서와,
상기 컴프레서에 의해 고압이 된 냉매를 열교환에 의해 응축하기 위한 응축기와,
상기 응축기에서 액화된 냉매를 저압으로 하기 위한 전자 팽창 밸브와,
상기 전자 팽창 밸브에 의해 저압이 된 냉매를 열교환에 의해 기체로 하는 열교환기,
를 구비한 냉동기 유닛과,
상기 냉동기 유닛과 제어 대상과의 사이에서 순환액을 순환시키면서, 미리 설정된 온도로 제어된 순환액을 제어 대상에 공급하는 순환액 순환 회로를 구비한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용하여,
미리, 순환액의 설정 온도를 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도를 파라미터화하여 설정하고,
상기 냉동기 유닛을 가동시켜, 열교환기에 있어서 순환액을 소정의 온도로 조정하고,
상기 순환액 순환 회로를 이용하여 제어 대상에 순환액을 순환시켜, 상기 미리 설정한 파라미터에 따라, 컴프레서의 운전 주파수와 전자 팽창 밸브의 개방도를 조절하는 방법에 있어서,
인터넷을 통해 상기 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 조작 단말에 접속하거나 또는 접속 가능한 상태로 하고,
상기 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러의 운전 환경의 변화로 인해 상기 파라미터에 변경의 필요성이 생긴 경우에, 상기 조작 단말에 있어서, 상기 미리 설정한 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터를 변경하는 것을 특징으로 하고 있다.
[0014] 본 발명의 원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에서는, 인버터 제어 가능한 컴프레서와 전자 팽창 밸브를 구비한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용하여, 순환액의 설정 온도를 미리 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 미리 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도를 파라미터화하여 설정해 두는 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에 있어서, 인터넷을 통해 칠러를 조작 단말에 접속하거나 또는 접속 가능한 상태로 하고, 칠러의 운전 환경의 변화로 인해 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터에 변경의 필요성이 생긴 경우에, 조작 단말에 있어서, 이들 파라미터를 변경하는 것으로 하고 있다.
[0015] 이와 같이 본 발명에서는, 칠러를 원격 제어 가능하게 하고 있기 때문에, 메인터넌스를 위해 칠러를 설치해 놓은 현장에 나갈 필요도 없기 때문에, 인건비를 억제하는 것도 가능하다.
[0016] 도 1은, 본 발명의 원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법의 실시예의 이미지 도면이다.
도 2는, 본 발명의 원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법의 실시예에 이용하는 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
[0017] 본 발명의 원격 제어에 의한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법은, 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용하고 있으며, 상기 칠러는, 냉동기 유닛과, 상기 냉동기 유닛과 제어 대상과의 사이에서 순환액을 순환시키면서 미리 설정된 온도로 제어된 순환액을 제어 대상에 공급하는 순환액 순환 회로를 구비하고 있다.
[0018] 그리고, 냉동기 유닛은 일반적인 냉동기 유닛과 마찬가지로, 냉매를 순환시키는 순환 회로를 가지고 있으며, 순환 회로의 도상에는, 기화된 냉매를 고압으로 압축하기 위한 컴프레서와, 상기 컴프레서에 의해 고압이 된 냉매를 열교환에 의해 응축하기 위한 응축기와, 상기 응축기에서 액체가 된 냉매를 저압으로 하기 위한 팽창 밸브와, 팽창 밸브에 의해 저압이 된 냉매를 열교환에 의해 기체로 하는 열교환기를 구비하며, 컴프레서는 인버터 제어가 가능하도록 하고, 또한, 팽창 밸브는 전자 팽창 밸브를 이용하고 있다.
[0019] 그리고, 본 발명에 있어서는, 이와 같이 구성되는 칠러를 이용하여, 미리, 순환액의 온도를 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도를 파라미터화하여 설정해 둔다.
[0020] 그리고, 제어 대상에 순환시키는 순환액의 온도가 속하는 에리어에 따른 파라미터에 따라, 컴프레서의 운전 주파수와 전자 팽창 밸브의 개방도를 설정하고, 그 후에, 냉동기 유닛을 작동시켜, 소정 온도로 조정한 순환액을, 순환액 순환 회로를 이용하여 제어 대상에 순환시킨다.
[0021] 또한, 본 발명에서는, 필요에 따라서, 인터넷을 통해, 전술한 칠러를 조작 단말에 유선 또는 무선으로 접속해 두고, 칠러의 운전 환경의 변화로 인해, 미리 설정해 둔 파라미터에 변경의 필요성이 생긴 경우에, 조작 단말에 있어서, 상기 미리 설정한 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터를, 순환액의 온도가 소정의 온도가 되도록 변경하는 것으로 하고 있다.
[0022] 여기서, 전술한 칠러를 조작 단말에 접속함에 있어서, 복수의 칠러를 접속하면 되고, 이에 의해, 하나의 조작 단말에 있어서 다수의 칠러를 제어하는 것이 가능해진다.
(실시예 1)
[0023] 본 발명의 원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러(이하 간단히 「칠러」라 함)를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법(이하 간단히 「원격 제어에 의한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법」이라 함)의 실시예에 대해, 도면을 참조하여 설명하자면, 도 1은, 본 실시예의 원격 제어에 의한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법을 실시하기 위한 시스템 전체의 이미지 도면이다.
[0024] 그리고, 도면에 있어서 33은 조작 단말이며, 본 실시예의 원격 제어에 의한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에서는, 인터넷(34)에 의해 1대의 조작 단말(33)에 다수의 칠러(1)를 접속하여, 조작 단말(33)에 있어서 다수의 칠러(1)의 작동을 제어하는 것으로 하고 있다.
[0025] 즉, 본 실시예를 실시하기 위한 시스템에서는, 다수 개의 칠러(1)가, 라우터(31)를 통해, 칠러측 단말로서의 PC(32)에 접속되어 있으며, 상기 칠러측 단말(32)이, 인터넷(34)을 통해 조작 단말(33)로서의 PC에 접속되어 있다. 그리고 이에 따라, 조작 단말(33)에 있어서, 각 칠러(1)의 상황을 감시하는 동시에, 각 칠러(1)에 있어서 미리 설정한 파라미터에 변경의 필요가 생겼을 경우에, 각 칠러를 제어하여 파라미터의 변경을 행하는 것으로 하고 있다.
[0026] 여기서, 본 실시예에 이용하는 칠러에 대해 도 2를 참조하여 설명하면, 도 2는 본 실시예에 이용하는 칠러의 구성을 나타낸 블록도이며, 도면에 있어서 1이 본 실시예에 이용하는 칠러이다.
[0027] 그리고, 본 실시예에 이용하는 칠러(1)는, 냉동기 유닛을 가지고 있다. 즉, 도면에 있어서 2가 냉동기 유닛이며, 본 실시예에 있어서 상기 칠러(1)에 이용되는 냉동기 유닛(2)은, 일반적으로 이용되고 있는 냉동기 유닛과 마찬가지로, 냉매를 순환시키는 순환 회로(3)를 가지고 있으며, 상기 순환 회로(3)의 도상에, 기화된 냉매를 압축하여 고압으로 하기 위한 컴프레서(4)와, 상기 컴프레서(4)에 의해 고압이 된 냉매를 열교환에 의해 응축하기 위한 응축기(5)와, 상기 응축기(5)에서 액화된 냉매를 저압으로 하기 위한 팽창 밸브(6)와, 팽창 밸브(6)에 의해 저압이 된 냉매를 열교환에 의해 기화시키는 증발기로서의 열교환기(7)를 구비하고 있다.
[0028] 또한, 상기 컴프레서(4)는, 인버터 제어 가능한 컴프레서를 이용하고 있으며, 상기 팽창 밸브(6)는 전자 팽창 밸브를 이용하고 있다.
[0029] 다음으로, 도면에 있어서 8은 냉각수 순환 회로이며, 상기 냉각수 순환 회로(8)는, 컴프레서(4)에서 고압고온(高壓高溫)이 된 기체 상태의 냉매를 열교환에 의해 응축하기 위해 이용되고 있다.
[0030] 즉, 상기 냉각수 순환 회로(8)는, 쿨링 타워(cooling tower) 등에서 냉각된 냉각수를 상기 응축기(5)에 공급하는 냉각수 공급로(801)와, 응축기(5)에 있어서 냉매와의 사이에서 열교환을 행하여 온도가 상승한 후의 냉각수를 다시 쿨링 타워 등으로 되돌리는 냉각수 복귀로(802)를 가지고 있으며, 쿨링 타워 등과 응축기와의 사이를 순환하는 순환로로 하고 있다. 단, 응축기(5)는 반드시 수랭식(水冷式)에 한정되는 것이 아니며, 공랭식(空冷式)의 응축기를 이용하여, 컴프레서(4)에서 고압고온이 된 기체 상태의 냉매를 공기와의 열교환에 의해 응축해도 된다.
[0031] 다음으로, 도면에 있어서 9는, 순환액 순환 회로이다. 즉, 본 실시예에 이용하는 칠러(1)에서는 순환액 순환 회로(9)를 가지고 있으며, 상기 순환액 순환 회로(9)는, 반도체의 에칭 프로세스 등의, 온도 제어를 행하는 제어 대상과, 상기 열교환기(7)와의 사이에서 순환액을 순환시키면서, 상기 순환액을, 미리 설정된 액온으로 제어하여 상기 제어 대상에 공급하기 위해 이용되고 있다.
[0032] 즉, 상기 순환액 순환 회로(9)는, 열교환기(7)에서 온도가 낮아진 순환액을 제어 대상에 공급하기 위한 순환액 공급로(901)와, 제어 대상에 있어서 온도가 상승된 순환액을 열교환기(7)로 되돌리기 위한 순환액 복귀로(902)를 가지고 있다. 그리고, 순환액 공급로(901)의 도상에는, 열교환기에서 온도가 낮아진 순환액을 가열하여 설정 온도로 하기 위한 히터(903)가 배치되고, 순환액 복귀로(902)의 도상에는 펌프(904)와 전자 밸브(18c)가 배치되어 있다.
[0033] 또한, 도면에 있어서 11은, 상기 열교환기(7)의 앞쪽에서 열교환기(7)에 핫 가스(hot gas)를 공급하기 위한 핫 가스 공급로이고, 12는 핫 가스의 유량 등을 조절하기 위한 전자 팽창 밸브이다. 또한, 도면에 있어서 13은, 컴프레서(4)를 냉각하기 위해 컴프레서(4)에 냉매를 공급하기 위한 냉각용 냉매 공급로이고, 14는, 컴프레서(4)에 공급하는 냉각용 냉매의 유량 등을 조절하기 위한 전자 팽창 밸브이다.
[0034] 또한, 도면에 있어서 20은 순환액 탱크, 21은 플로트 스위치, 18a, 18b, 18c, 18d는 전자 밸브, 그리고, 24는 온도 센서, 23, 25는 압력 센서, 19는 제수(制水) 밸브, 26은 드레인용 밸브이다.
[0035] 다음으로, 도면에 있어서 27은 제어 수단이다, 즉, 본 실시예에 이용하는 칠러에서는 제어 수단(27)을 가지고 있다. 그리고, 상기 제어 수단(27)은, 일반적인 제어 수단과 마찬가지로, 마이크로컴퓨터 등의 제어부를 탑재한 제어 기판과, 제어부 등에 지시를 주기 위해 이용하는 패널 스위치를 가지고 있으며, 패널 스위치의 조작에 의해, 컴프레서(4)의 운전 주파수의 설정이나 변경, 전자 팽창 밸브(6)의 개방도의 설정이나 변경, 혹은, 전자 밸브(18a, 18b, 18c, 18d)의 작동 제어, 칠러 전체의 작동 제어를 행하는 것으로 하고 있다.
[0036] 다음으로, 도면에 있어서 15는, 제2 열교환기이다. 즉, 본 실시예의 칠러(1)에서는, 컴프레서(4)를 운전함으로써 순환액의 온도를 낮추는 열교환기(7) 외에, 컴프레서를 운전하지 않고 냉각수에 의해서만 순환액의 액온을 낮추기 위한 제2 열교환기(15)를 냉동기 유닛(2)에 구비하고 있다. 그리고, 제어 대상에 공급하는 순환액의 설정 온도가, 컴프레서(4)의 운전을 필요로 하지 않는 고온역(高溫域)인 경우에는, 컴프레서(4)를 작동시키지 않고, 제2 열교환기(15)에 냉각수를 순환시킴으로써 순환액의 액온을 소정 온도까지 낮추는 것으로 하고 있다.
[0037] 즉, 상기 제2 열교환기(15)에는, 쿨링 타워 등에서 냉각된 냉각수를 상기 제2 열교환기(15)에 공급하는 제2 냉각수 순환 회로(16)와, 온도 제어를 행하는 제어 대상과 상기 제2 열교환기(15)와의 사이에서 순환액을 순환시키는 제2 순환액 순환 회로(17)가 연결되어 있다.
[0038] 그리고, 상기 제2 냉각수 순환 회로(16)는, 쿨링 타워 등에서 냉각된 냉각수를 상기 제2 열교환기(15)에 공급하는 제2 냉각수 공급로(1601)와, 제2 열교환기(15)에 있어서, 설정 온도보다 고온이 되어 제어 대상으로부터 돌아온 순환액의 사이에서 열교환을 행하여 온도가 상승된 후의 냉각수를, 다시 쿨링 타워 등으로 되돌리는 제2 냉각수 복귀로(1602)를 가지고 있으며, 쿨링 타워 등과 제2 열교환기(15)와의 사이를 순환하는 순환로로 하고 있다.
[0039] 또한, 상기 제2 순환액 순환 회로(17)는, 제2 열교환기(15)에서 온도가 낮아진 순환액을 제어 대상에 공급하기 위한 제2 순환액 공급로(1701)와, 제어 대상에 있어서 온도가 상승된 순환액을 제2 열교환기(15)로 되돌리기 위한 제2 순환액 복귀로(1702)를 가지고 있다.
[0040] 그리고, 상기 구성에 있어서, 제어 대상에 공급되어, 제어 대상에 있어서 설정 온도보다 고온이 되어 돌아온 순환액은, 제2 열교환기(15)에 있어서, 제2 냉각수 공급로(1601)에 의해 공급되어 온 냉각수와의 사이에서 열교환이 이루어져, 액온이 소정 온도까지 낮아진다.
[0041] 따라서, 본 실시예의 칠러에서는, 제어 대상에 공급하는 순환액의 설정 온도가, 컴프레서(4)의 운전을 필요로 하지 않는 고온역인 경우에는, 제2 열교환기(15)에 있어서 순환액의 액온을 낮출 수 있으므로, 이에 의해, 컴프레서(4)의 작동을 불필요하게 하여, 에너지 절약을 달성하는 것이 가능하다.
[0042] 또한, 본 실시예에 있어서는, 도면에도 나타낸 바와 같이, 냉각수 공급로(801)를 분기시켜서 제2 냉각수 공급로(1601)를 구성하는 동시에, 제2 냉각수 복귀로(1602)는 상기 냉각수 복귀로(802)에 합류시키고, 냉각수 공급로(801)에 있어서의 제2 냉각수 공급로(1601)의 분기 개소(個所)보다 응축기(5)측과, 제2 냉각수 공급로(1601)의 도상에 전자 밸브(18a, 18b)를 배치하고, 전자 밸브(18a, 18b)의 전환에 의해 냉각수의 공급처를 응축기(5)와 제2 열교환기(15) 중 어느 하나로 전환 가능하도록 하고 있다. 또한, 19는 제수 밸브로서 컴프레서(4)의 압력에 따라 냉각수의 유량을 조정하고 있다.
[0043] 또한, 본 실시예에 있어서의 상기 제2 순환액 순환 회로(17)에서는, 순환액 복귀로(902)에 있어서의 펌프(904)보다 열교환기(7)측을 분기시켜 제2 순환액 복귀로(1702)를 구성하는 동시에, 제2 순환액 공급로(1701)를 상기 순환액 공급로(901)에 있어서의 히터(903)의 앞쪽에 합류시키고, 순환액 복귀로(902)에 있어서의 제2 순환액 복귀로(1702)의 분기 개소보다 열교환기측과, 제2 순환액 복귀로(1702)의 도상에 전자 밸브(18c, 18d)를 배치하고, 전자 밸브(18c, 18d)의 전환에 의해 순환액의 복귀처를 열교환기(7)와 제2 열교환기(15) 중 어느 하나로 전환 가능하도록 하고 있다. 이 때문에, 본 실시예의 칠러(1)에서는, 컴프레서(4)의 운전을 행하고 있는 경우와 컴프레서(4)를 정지시킨 경우의 쌍방에 있어서, 펌프(904)와 히터(903)를 공유할 수 있게 하여, 비용 삭감을 달성할 수 있도록 하고 있다.
[0044] 단, 반드시 이와 같이 구성할 필요는 없고, 제2 냉각수 순환 회로(16), 제2 순환액 순환 회로(17)를 냉각수 순환 회로(8), 순환액 순환 회로(9)와는 별개로 구성해도 된다. 또한, 상기 제2 열교환기(15) 및 제2 순환액 순환 회로(16)는 반드시 필요한 것이 아니며, 이것을 이용하지 않는 구성으로 해도 된다. 더욱이, 상기 제2 열교환기(15) 및 제2 순환액 순환 회로(16)를 이용하는 경우에 있어서도, 상기 제2 열교환기(15)는 반드시 수랭식으로 할 필요는 없고, 공랭식으로 해도 된다.
[0045] 다음으로, 이와 같이 구성되는 칠러의 작용에 대해 설명하자면, 상기 칠러를 이용하여 설정 온도로 제어된 순환액을 제어 대상에 공급하는 경우에는, 미리, 순환액의 설정 온도를 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 컴프레서(4)의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브(6, 12, 14)의 개방도 등을, 파라미터화하여 설정해 둔다. 즉, 각 에리어의 설정 온도를 달성하기 위해 필요한 컴프레서(4)의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브(6, 12, 14)의 개방도 등을 설정한다.
[0046] 그리고 그 후에, 냉동기 유닛(2)을 가동시키는 동시에, 펌프(904)를 구동하여 열교환기(7)와 제어 대상 간에 순환액을 순환시켜, 열교환기(7)에 있어서 순환액을 소정 온도까지 낮추고, 나아가 소정 온도까지 낮춘 순환액을 히터(903)에 의해 설정 온도까지 상승시키면서, 순환액 순환 회로(9)를 이용하여 제어 대상에 순환액을 공급한다.
[0047] 또한, 제2 열교환기(15)를 구비한 구성인 경우이며, 제어 대상에 공급하는 순환액의 설정 온도가 컴프레서(4)의 운전을 필요로 하지 않는 고온역인 경우에 있어서 컴프레서(4)를 가동하지 않고 제2 열교환기(15)에 의해 순환액의 액온을 소정 온도까지 낮추는 것으로 하는 경우에는, 컴프레서(4)를 이용하는 경우와 이용하지 않는 경우의 경계가 되는 순환액의 설정 온도(기준 온도)를 설정해 둔다. 그리고, 제어 대상에 공급하는 순환액의 설정 온도가 기준 온도보다 높은 경우에는, 상기 컴프레서(4)를 가동하지 않고, 전자 밸브(18c, 18d)를 전환하여 순환액이 제2 열교환기(15)와 제어 대상 간을 순환하도록 하고, 펌프(904)를 구동하여 제2 열교환기(15)와 제어 대상 간에 순환액을 순환시키는 동시에, 제2 열교환기(15)에 있어서 순환액을 소정 온도까지 낮추고, 소정 온도까지 낮춘 순환액을 히터(903)에 의해 설정 온도로 조정하면서 제어 대상에 공급한다.
[0048] 다음으로, 전술한 칠러를 이용한 본 실시예의 원격 제어에 의한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에 대해 설명하자면, 전술한 바와 같이, 본 실시예의 원격 제어에 의한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법을 실시하는 경우에는, 조작 단말(33)을 구비하고, 라우터(31) 및 인터넷(34)을 이용하여, 상기 조작 단말(33)에 하나 또는 복수의 칠러(1)를 접속한다.
[0049] 또한, 미리 각 칠러 혹은 조작 단말(33)에 의해, 자동 또는 수동으로, 각 칠러에 있어서, 순환액의 설정 온도를 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 컴프레서(4)의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브(6, 12, 14)의 개방도 등을, 파라미터화하여 설정해 둔다.
[0050] 그리고, 각 칠러에 있어서, 냉동기 유닛(2)을 가동시켜, 열교환기(7)에 있어서 순환액을 소정의 온도로 조정하고, 순환액 순환 회로(9)를 이용하여 제어 대상에 순환액을 순환시키고, 상기 미리 설정한 파라미터에 따라, 컴프레서(4)의 운전 주파수와 전자 팽창 밸브(6)의 개방도를 조절하는 동시에, 조작 단말(33)에 있어서, 각 칠러의 운전 상황이나 온도 센서(24)에서 검지하고 있는 순환액의 액온 등을 감시한다.
[0051] 한편, 조작 단말(33)에 접속되어 있는 칠러 중 어느 하나에 있어서, 운전 환경이 변화하여, 상기 미리 설정한 파라미터로는 설정한 순환액의 온도를 달성할 수 없게 되어, 상기 파라미터에 변경의 필요성이 생긴 경우에는, 즉, 감시하고 있는 순환액의 온도가 설정한 온도를 달성할 수 없게 되어 버린 경우에는, 상기 조작 단말(33)에 있어서, 자동 또는 수동으로, 순환액의 온도가 설정한 온도를 달성하도록, 컴프레서(4)의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브(6)의 개방도 등의 파라미터를 변경한다.
[0052] 즉, 본 실시예에 있어서 상기 컴프레서(4)의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브(6)의 개방도의 파라미터는, 순환액의 액온이 분할한 각 에리어의 온도가 되기 위해 필요한 파라미터치로 하고 있으며, 실험이나 경험에 근거하여 설정하고 있다. 그러나, 칠러의 운전 환경이 변화하여 순환액의 온도가 설정 온도가 되지 않는 경우가 있다. 이 때문에 본 실시예에 있어서는, 이러한 경우에, 상기 컴프레서(4)의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브(6)의 개방도의 파라미터치를, 운전 환경의 변화 후에 대응한 파라미터치로 변경하는 것으로 하고 있다.
[0053] 그리고, 본 실시예에서는, 조작 단말(33)에 있어서 각 칠러(1)의 운전 상황의 감시를 실시간으로 행함으로써, 칠러의 운전 환경이 변화하여, 설정한 순환액의 온도를 달성할 수 없게 되었을 경우에는, 대응하는 칠러에 있어서의 컴프레서(4)의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브(6)의 개방도의 파라미터치를, 조작 단말(33)에 있어서, 수동 또는 자동으로 원격 제어하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 다수 개의 칠러를 설치한 경우라 하더라도, 메인터넌스를 위해 칠러를 설치한 현장에 나갈 필요도 없고, 칠러의 제어가 용이하여, 인건비를 억제하는 것도 가능하다.
[0054] 이와 같이 본 실시예의 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에서는, 인버터 제어 가능한 컴프레서와 전자 팽창 밸브를 구비한 칠러를 이용하여, 순환액의 설정 온도를 미리 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 미리 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도를 파라미터화하여 설정해 두는 방법에 있어서, 칠러의 운전 환경이 변화하여 컴프레서의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터에 변경의 필요성이 생긴 경우에, 인터넷을 이용하여, 파라미터치를 변경하는 칠러를 원격 제어하는 것으로 하고 있으므로, 칠러의 조정이나 메인터넌스를 용이하게 행하는 것이 가능하다.
[0055] 또한, 본 실시예의 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에서는, 인버터 제어 가능한 컴프레서와 전자 팽창 밸브를 구비한 칠러를 이용하여, 미리, 순환액의 설정 온도를 복수의 에리어로 분할하는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 순환액의 온도를 달성하기 위해 필요한 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터를 결정해 두는 것으로 하고 있으므로, 순환액을 필요 이상으로 냉각하여 히터의 출력을 크게 하는 것을 회피할 수 있으며, 이에 따라, 에너지 절약을 달성하는 것도 가능하다.
[0056] 그리고 이때, 전술한 바와 같이 본 실시예에 이용하는 칠러(1)에서는, 상기 열교환기(7)의 앞쪽에 있어서 열교환기(7)에 핫 가스를 공급하기 위한 핫 가스 공급로(11)와, 핫 가스의 유량 등을 조절하기 위한 전자 팽창 밸브(12)를 가지고 있기 때문에, 컴프레서(4)의 운전 주파수의 조정만으로는 원하는 냉각 능력으로 냉각 능력의 조정이 불가능한 경우 등에 있어서, 전자 팽창 밸브(12)를 이용하여 열교환기(7)에 유입하는 핫 가스의 유량을 제어함으로써, 냉각 능력을 원하는 냉각 능력으로 조정하는 것이 가능하다.
[0057] 또한, 본 실시예에서는, 칠러의 운전 환경이 변화하여 순환액의 설정 온도를 실현할 수 없게 된 경우에는, 컴프레서의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터를 변경함으로써 대응할 수 있기 때문에, 일정속의 컴프레서와 기계식의 팽창 밸브를 이용한 종래의 칠러와 달리, 사용 환경 등의 변화로 인해 본래의 능력을 발휘할 수 없게 된 경우라 하더라도, 칠러를 교환하는 것이 불필요하여, 칠러의 교환에 요하는 비용을 없앨 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
[0058] 본 발명은, 온도 제어를 필요로 하는 제어 대상에 순환액을 순환시킴으로써 상기 제어 대상을 미리 설정한 설정 온도로 유지하는 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법에 있어서, 인버터 제어 가능한 컴프레서와 전자 팽창 밸브를 구비한 칠러를 이용하여, 미리, 순환액의 설정 온도를 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 미리 컴프레서의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브의 개방도를 파라미터화하여 설정해 두고, 칠러의 운전 환경이 변화하여 컴프레서의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브의 개방도의 파라미터에 변경의 필요성이 생긴 경우에, 인터넷을 이용하여 원격 제어에 의해, 파라미터를 변경하는 것으로 하고 있기 때문에, 운전 환경의 변화에 의해 컴프레서의 운전 주파수나 전자 팽창 밸브의 개방도를 변경하는 칠러를 이용한 순환액 온도의 제어 방법 및 메인터넌스 방법의 전반에 적용이 가능하다.
[0059] 1 : 칠러
2 : 냉동기
3 : 순환 회로
4 : 컴프레서
5 : 응축기
6 : 전자 팽창 밸브
7 : 열교환기(증발기)
8 : 냉각수 순환 회로
801 : 냉각수 공급로
802 : 냉각수 복귀로
9 : 순환액 순환 회로
901 : 순환액 공급로
902 : 순환액 복귀로
903 : 히터
904 : 펌프
11 : 핫 가스 공급로
12 : 전자 팽창 밸브
13 : 냉각용 냉매 공급로
14 : 전자 팽창 밸브
15 : 제2 열교환기
16 : 제2 냉수 순환 회로
1601 : 제2 냉수 공급로
1602 : 제2 냉수 복귀로
17 : 제2 순환액 순환 회로
1701 : 제2 순환액 공급로
1702 : 제2 순환액 복귀로
18a, 18b, 18c, 18d : 전자 밸브
19 : 제수 밸브
20 : 순환액 탱크
21 : 플로트 스위치
22 : 전자 밸브
23 : 압력 센서
24 : 온도 센서
25 : 압력 센서
26 : 드레인용 밸브
27 : 제어 수단
31 : 라우터
32 : 칠러측 단말
33 : 조작 단말
34 : 인터넷

Claims (3)

  1. 온도 제어를 필요로 하는 제어 대상에 순환액을 순환시킴으로써 상기 제어 대상을 미리 설정한 설정 온도로 유지하는 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법으로서,
    냉매를 순환시키는 순환 회로(3)와,
    상기 순환 회로(3)의 도상(途上)에 배치한,
    기화된 기체 상태의 냉매를 압축하여 고압으로 하기 위한, 인버터 제어 가능한 컴프레서(4)와,
    상기 컴프레서(4)에 의해 고압이 된 냉매를 열교환에 의해 응축하기 위한 응축기(5)와,
    상기 응축기(5)에서 액화된 냉매를 저압으로 하기 위한 전자 팽창 밸브(6)와,
    상기 전자 팽창 밸브(6)에 의해 저압이 된 냉매를 열교환에 의해 기체로 하는 열교환기(7)를 구비한 냉동기 유닛(2)과,
    상기 냉동기 유닛(2)과 제어 대상과의 사이에서 순환액을 순환시키면서, 미리 설정된 온도로 제어된 순환액을 제어 대상에 공급하는 순환액 순환 회로(9)를 구비한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용하여,
    미리, 순환액의 설정 온도를 복수의 에리어로 분할해 두는 동시에, 각각의 에리어에 따라서, 컴프레서(4)의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브(6)의 개방도(開度)를 파라미터화하여 설정하고,
    상기 냉동기 유닛(2)을 가동시켜, 열교환기(7)에 있어서 순환액을 소정의 온도로 조정하고,
    상기 순환액 순환 회로(9)를 이용하여 제어 대상에 순환액을 순환시켜, 상기 미리 설정한 파라미터에 따라, 컴프레서(4)의 운전 주파수와 전자 팽창 밸브(6)의 개방도를 조절하는 방법에 있어서,
    인터넷을 통해 상기 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 조작 단말(33)에 접속하거나 또는 접속 가능한 상태로 하고,
    상기 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러의 운전 환경의 변화로 인해 상기 파라미터에 변경의 필요성이 생긴 경우에, 상기 조작 단말(33)에 있어서, 상기 미리 설정한 컴프레서(4)의 운전 주파수, 전자 팽창 밸브(6)의 개방도의 파라미터를 변경하는 것을 특징으로 하는 원격 제어에 의한 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조작 단말(33)에 복수의 상기 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 접속하여, 상기 조작 단말(33)에 있어서 복수의 상기 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 제어 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러는,
    상기 제어 대상에 공급하는 순환액을 미리 설정한 온도로 제어하기 위한 제2 열교환기(15)가 상기 냉동기 유닛(2)에 구비되는 동시에, 상기 제2 열교환기(15)와 상기 제어 대상과의 사이에서 순환액을 순환시키면서 미리 설정된 액온으로 제어된 순환액을 상기 제어 대상에 공급하는 제2 순환액 순환 회로(17)를 구비한 것을 특징으로 하는 에리어별 파라미터 제어 방식 칠러를 이용한 순환액 온도 제어 방법 및 메인터넌스 방법.


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