KR20180065314A - 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매를 압축하는 제1압축기 및 제2압축기; 상기 제1압축기 및 제2압축기로부터 공급된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 제1응축기 및 제2응축기; 상기 제1응축기 및 제2응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 제1증발기 및 제2증발기; 상기 제2증발기와 상기 제1증발기를 순차적으로 통과하도록 냉수를 안내하는 냉수유로; 상기 제1응축기와 제1증발기 사이에 구비되는 제1팽창밸브 및 상기 제2응축기와 상기 제2증발기 사이에 구비되는 제2팽창밸브; 및 상기 제1압축기에 흐르는 전류, 및 냉수 출구온도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1압축기와 상기 제2압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

터보 칠러 시스템 및 그 제어방법{Turbo chiller system and Method for controlling it}

본 발명은 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 복수 개의 압축기의 부하를 각각 제어하여 냉수의 출구 온도가 급변하는 것을 방지할 수 있는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 터보 칠러를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 터보 칠러는 냉매를 냉수 및 냉각수와 열교환시키는 기기로서, 압축기(1)와 응축기(2)와 팽창밸브(3) 및 증발기(4)를 포함한다.

상기 압축기(1)는 구동모터의 구동력에 의해 회전하는 임펠러(Impeller)를 구비하며, 상기 입펠러의 회전에 의해 냉매를 가압하여 응축기에 제공할 수 있다. 상기 압축기(1)의 입구측에는 상기 압축기(1)를 향한 냉매의 유입량을 조절하기 위한 베인이 구비될 수 있다. 상기 베인의 개도 조절을 통해 압축기(1)로 유입되는 냉매의 유량이 제어될 수 있다.

상기 응축기(2)는 냉각수가 유입 및 토출되며, 상기 응축기(2)를 통과하는 과정에서 상기 냉각수는 가열된다. 즉, 냉각수는 상기 응축기(2) 내에서 냉매로부터 열을 흡수하고, 냉매는 냉각수로 열을 방출할 수 있다.

상기 팽창밸브(3)는 응축기(2)와 증발기(4) 사이에 구비될 수 있다. 상기 팽창밸브(3)는 상기 응축기(2)를 통과한 냉매를 감압하도록 형성될 수 있다.

상기 증발기(4)는 냉수가 유입 및 토출되며, 상기 증발기(4)를 통과하는 과정에서 상기 냉수는 냉각된다. 즉, 냉수는 상기 증발기(4) 내에서 냉매로 열을 방출하고, 냉매는 냉수로부터 열을 흡수할 수 있다. 이때, 냉각된 냉수는 냉수 수요처로 공급될 수 있다.

한편, 종래의 터보 칠러는 하나의 압축기(1)를 통해 냉매를 가압하여 순환시키므로 냉수의 온도 제어에 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 냉수의 폭넓은 온도 제어를 위해 복수 개의 압축기를 사용하는 경우에, 냉수의 출구온도의 헌팅(냉수의 출구 온도의 급변)을 방지하기 위하여 복수 개의 압축기 중 하나 또는 모두를 선택적으로 구동시킬 필요가 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 복수 개의 압축기를 사용하여 냉수의 출구 온도의 제어범위를 넓힐 수 있는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수 개의 압축기를 선택적으로 구동하여, 냉수의 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 추가적으로 구동되는 압축기의 구동 및 정지를 제어하여 냉수의 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 냉매를 압축하는 제1압축기 및 제2압축기; 상기 제1압축기 및 제2압축기로부터 공급된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 제1응축기 및 제2응축기; 상기 제1응축기 및 제2응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 제1증발기 및 제2증발기; 상기 제2증발기와 상기 제1증발기를 순차적으로 통과하도록 냉수를 안내하는 냉수유로; 상기 제1응축기와 제1증발기 사이에 구비되는 제1팽창밸브 및 상기 제2응축기와 상기 제2증발기 사이에 구비되는 제2팽창밸브; 및 상기 제1압축기에 흐르는 전류, 및 냉수 출구온도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1압축기와 상기 제2압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 터보 칠러 시스템을 제공한다.

상기 제1압축기만 구동 중인 상태에서, 상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류, 및 냉수 출구온도에 기초하여 상기 제2압축기의 구동 개시 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 이상이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제1온도이상 높을 때, 상기 제2압축기의 구동을 개시할 수 있다.

상기 제1압축기 및 상기 제2압축기는 정속 압축기가 될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제2압축기의 구동 개시로부터 기 설정된 제1시간동안 제2압축기의 입구측에 구비된 제2베인의 개도를 최소 개도로 유지하고, 제1압축기의 입구측에 구비된 제1베인의 개도를 점진적으로 감소시킬 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1시간 경과 후에, 상기 제1압축기의 부하와 상기 제2압축기의 부하가 동일하게 될 때까지, 상기 제1베인의 개도를 점진적으로 감소시키고, 상기 제2베인의 개도를 점진적으로 증가시킬 수 있다.

상기 제1베인의 개도 감소율은 상기 제2베인의 개도 증가율보다 클 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1압축기의 부하와 상기 제2압축기의 부하가 동일하게 된 후에, 냉수의 설정온도에 기초하여 상기 제1베인의 개도를 조절하고, 상기 제2압축기의 부하가 상기 제1압축기의 부하 변화에 대응하도록 상기 제2베인의 개도를 조절할 수 있다.

상기 제1압축기와 상기 제2압축기가 모두 구동 중인 상태에서, 상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류 및 냉수 출구온도에 기초하여 상기 제2압축기의 구동 정지 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제2전류값 이하이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도이상 낮을 때, 제2압축기의 입구측에 구비된 제2베인의 개도를 점진적으로 감소시킬 수 있다.

상기 제어부는 냉수 출구온도가 설정온도보다 제3온도 이상 낮을 때 또는 상기 제2베인의 개도가 기설정된 제2시간동안 점진적으로 감소된 후에, 상기 제2압축기의 구동을 정지시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 제1압축기와, 제1응축기와, 제1팽창밸브와, 제1증발기를 구비하는 제1터보칠러 및 제2압축기와, 제2응축기와, 제2팽창밸브와, 제2증발기를 구비하는 제2터보칠러를 포함하고, 냉수를 안내하는 냉수유로가 상기 제2증발기와 제1증발기를 순차적으로 통과하는 터보 칠러 시스템으로서, 냉수의 설정온도에 기초하여 제1압축기가 구동되는 제1운전단계; 제1압축기에 흐르는 전류 및 냉수 입구온도와 냉수 출구온도 사이의 차이에 기초하여 제2압축기의 구동 개시 여부가 판단되는 구동개시판단단계; 및 상기 구동개시판단단계에서 판단된 결과에 기초하여 제2압축기의 구동이 개시되는 제2운전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템의 제어방법을 제공한다.

상기 구동개시판단단계에서 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 이상이고 냉수 입구온도와 냉수 출구온도 사이의 차이가 기설정된 온도차 이하라고 판단되면, 상기 제2운전단계에서 상기 제2압축기의 구동이 개시될 수 있다.

상기 제2운전단계는 기설정된 제1시간동안 제1압축기의 부하를 점진적으로 감소시키면서 제2압축기의 부하를 최소 부하로 유지하는 지연단계를 포함할 수 있다.

상기 제2운전단계는 상기 제1시간 경과 후에 상기 제1압축기의 부하를 점진적으로 감소시키면서 상기 제2압축기의 부하를 점진적으로 증가시키는 제1부하조절단계를 더 포함할 수 있다.

상기 부하조절단계는 상기 제1압축기의 부하와 상기 제2압축기의 부하가 동일해질 때까지 진행될 수 있다.

상기 제1압축기의 부하 감소는 제1베인의 개도 감소를 통해 이루어지고, 제2압축기의 부하 증가는 제2베인의 개도 증가를 통해 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제1베인의 개도 감소율은 상기 제2베인의 개도 증가율보다 클 수 있다.

본 발명에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법은 상기 제2운전단계 이후에, 냉수의 설정온도에 기초하여 제1베인의 개도를 조절하고, 제2압축기의 부하가 제1압축기의 부하 변화에 대응하도록 제2베인의 개도를 조절하는 정상운전단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법은 상기 정상운전단계 이후에, 제1압축기에 흐르는 전류 및 에 기초하여 제2압축기의 구동 정지 여부가 판단되는 예비정지판단단계; 및 상기 예비정지판단단계에서 판단된 결과에 기초하여 제2압축기의 구동이 점진적으로 정지되는 제3운전단계를 더 포함할 수 있다.

상기 예비정지판단단계에서는 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제2전류값 이하이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도이상 낮을 때 제2압축기의 구동 정지가 필요한 것으로 판단될 수 있다.

상기 제3운전단계는, 제1압축기의 부하가 점진적으로 증가되면서 제2압축기의 부하는 점진적으로 감소되는 제2부하조절단계를 포함할 수 있다.

상기 제3운전단계는, 상기 제2부하조절단계 이후에, 냉수 출구온도가 설정온도 또는 기설정된 제2시간의 경과 여부에 기초하여 제2압축기의 구동이 정지될 필요가 있는지 판단되는 완전정지판단단계를 더 포함할 수 있다.

상기 완전정지판단단계에서는, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제3온도 이상 낮은 경우 또는 상기 제2시간이 경과한 경우에, 상기 제2압축기의 정지가 필요한 것으로 판단될 수 있다.

상기 제3운전단계는, 상기 완전정지판단단계에서 판단된 결과에 기초하여, 제2압축기의 구동을 정지시키고 냉수의 설정온도에 기초하여 제1압축기의 부하를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 복수 개의 압축기를 사용하여 냉수의 출구 온도의 제어범위를 넓힐 수 있는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수 개의 압축기를 선택적으로 구동하여, 냉수의 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 추가적으로 구동되는 압축기의 구동 및 정지를 제어하여 냉수의 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있는 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 터보 칠러를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 복수 개의 압축기 중 하나의 압축기가 구동되는 상태에서의 냉매, 냉수 및 냉각수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는 복수 개의 압축기가 모두 구동되는 상태에서의 냉매, 냉수 및 냉각수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 터보 칠러 시스템의 주요 구성들의 연결관계를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 하나의 압축기가 구동되고 있는 상태에서 다른 하나의 압축기가 추가적으로 구동될 때 각각의 압축기의 부하에 따른 냉수 출구 온도를 나타내는 도면이다.
도 7은 두 개의 압축기가 구동되고 있는 상태에서 어느 하나의 압축기가 정지될 때 각각의 압축기의 부하에 따른 냉수 출구 온도를 나타내는 도면이다.
도 8은 제2압축기가 추가적으로 구동되는 과정을 나타내는 터보 칠러 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 제2압축기가 정지되는 과정을 나타내는 터보 칠러 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명에 따른 터보 칠러 시스템 및 그 제어방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것을 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템은 복수 개의 터보칠러(100, 200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 터보 칠러 시스템은 제1터보칠러(100) 및 제2터보칠러(200)를 포함할 수 있다.

후술할 냉각수는 제2터보칠러(200)와 제1터보칠러(100)를 순차적으로 통과할 수 있다. 또한, 후술할 냉수 역시 제2터보칠러(200)와 제1터보칠러(100)를 순차적으로 통과할 수 있다.

제1터보칠러(100)가 구동중인 상태에서, 상기 제2터보칠러(200)는 제1터보칠러(100)의 부하, 및 냉수 출구온도 중 적어도 하나에 기초하여 선택적으로 구동될 수 있다.

제1터보칠러(100)는 냉매를 압축하는 제1압축기(110), 상기 제1압축기(110)로부터 공급된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 제1응축기(120), 제1응축기(120)로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 제1증발기(140), 제1응축기(120)와 제1증발기(140) 사이에 구비되는 제1팽창밸브(130)를 포함할 수 있다.

제2터보칠러(200)는 냉매를 압축하는 제2압축기(210), 상기 제2압축기(210)로부터 공급된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 제2응축기(220), 제2응축기(220)로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 제2증발기(240), 제2응축기(220)와 제2증발기(240) 사이에 구비되는 제2팽창밸브(230)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 제1압축기(110) 및 제2압축기(210)는 정속 압축기로 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1압축기(110)는 제1구동모터(112)에 의해 회전되는 제1임팰러(111) 및 제1압축기(110) 입구측의 개도를 조절하기 위한 제1베인(113)을 포함할 수 있다. 상기 제1압축기(110)의 부하에 기초하여 상기 제1베인(113)의 개도가 조절될 수 있다.

또한, 제2압축기(210)는 제2구동모터(212)에 의해 회전되는 제2임팰러(211) 및 제2압축기(210) 입구측의 개도를 조절하기 위한 제2베인(213)을 포함할 수 있다. 상기 제2압축기(210)의 부하에 기초하여 상기 제2베인(213)의 개도가 조절될 수 있다.

이와 달리, 상기 제1압축기(110) 및 상기 제2압축기(210)는 주파수 가변 압축기(예를 들어, 인버터 압축기)로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1압축기(110) 및 상기 제2압축기(210) 각각은 부하에 기초하여 그 주파수가 가변될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템은 상기 제2터보칠러(200)와 상기 제1터보칠러(100)를 순차적으로 통과하는 냉각수유로(300)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 냉각수유로(300)는 상기 제2응축기(220)와 상기 제1응축기(120)를 순차적으로 통과하도록 마련될 수 있다. 상기 냉각수유로(300)를 통해 안내되는 냉각수는 상기 제2응축기(220) 및 상기 제1응축기(120) 내에서 냉매와 열교환할 수 있다.

예를 들어, 상기 냉각수의 흐름방향을 기준으로 상기 제2응축기(220)와 상기 제1응축기(120)가 직렬로 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 제2응축기(220)는 냉각수유로(300)의 입구측(310)에 더 가까이 배치되고, 제1응축기(120)는 냉각수유로(300)의 출구측(320)에 더 가까이 배치될 수 있다.

터보칠러의 구동 및 정지는 각각의 터보칠러에 구비되는 압축기의 구동 및 정지에 기초하여 결정될 수 있다.

제1터보칠러(100)와 제2터보칠러(200)가 모두 구동되는 경우, 냉각수는 제2응축기(220) 및 제1응축기(120) 모두에서 냉매와 열교환할 수 있다.

이와 달리, 제2터보칠러(200)가 정지된 상태로 제1터보칠러(100)만 구동되는 경우, 냉각수는 제1응축기(120)에서만 냉매와 열교환할 수 있다. 이때, 제2응축기(220) 내로는 냉매가 순환하지 않기 때문에, 냉각수는 제2응축기(220)에서는 냉매와 열교환 없이 통과할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템은 상기 제2터보칠러(200)와 상기 제1터보칠러(100)를 순차적으로 통과하는 냉수유로(400)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 냉수유로(400)는 상기 제2증발기(240)와 상기 제1증발기(140)를 순차적으로 통과하도록 마련될 수 있다. 상기 냉수유로(400)를 통해 안내되는 냉수는 상기 제2증발기(240) 및 상기 제1증발기(140) 내에서 냉매와 열교환할 수 있다.

예를 들어, 상기 냉수의 흐름방향을 기준으로 상기 제2증발기(240)와 상기 제1증발기(140)가 직렬로 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 제2증발기(240)는 냉수유로(400)의 입구측(410)에 더 가까이 배치되고, 제1증발기(140)는 냉수유로(400)의 출구측(420)에 더 가까이 배치될 수 있다.

제1터보칠러(100)와 제2터보칠러(200)가 모두 구동되는 경우, 냉수는 제2증발기(240) 및 제1증발기(140) 모두에서 냉매와 열교환할 수 있다.

이와 달리, 제2터보칠러(200)가 정지된 상태로 제1터보칠러(100)만 구동되는 경우, 냉수는 제1증발기(140)에서만 냉매와 열교환할 수 있다. 이때, 제2증발기(240)로는 냉매가 유동하지 않기 때문에 냉수는 제2증발기(240)에서는 냉매와 열교환 없이 통과할 수 있다.

예를 들어, 도 3은 복수 개의 압축기 중 하나의 압축기가 구동되는 상태에서의 냉매, 냉수 및 냉각수의 흐름을 나타내는 도면이다. 즉, 도 3은 제1터보칠러(100)만 구동되는 상태(즉, 제1압축기(110)만 구동되는 상태)를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 제1압축기(110)만 구동되는 상태에서, 제1압축기(110)로부터 토출된 냉매는 제1응축기(120)에서 응축되고, 제1팽창밸브(130)에서 팽창된 후에, 제1증발기(140)에서 증발될 수 있다.

이때, 냉각수 유로(300)를 통해 흐르는 냉각수는 제2응축기(220)를 열교환 없이 통과한 후에, 제1응축기(120)에서 냉매와 열교환할 수 있다. 제1응축기(120)에서 냉각수는 냉매로부터 열을 흡수하여 가열되고 냉매는 냉각수로 열을 방출하여 응축될 수 있다.

또한, 냉수 유로(400)를 통해 흐르는 냉수는 제2증발기(240)를 열교환 없이 통과한 후에, 제1증발기(140)에서 냉매와 열교환할 수 있다. 제1증발기(140)에서 냉수는 냉매로 열을 방출하여 냉각되고 냉매는 냉수로부터 열을 흡수하여 증발할 수 있다.

이와 달리, 냉수 출구온도를 폭넓은 범위로 제어하기 위하여 제1칠러(100)와 제2칠러(200)가 함께 구동될 수 있다. 도 4는 복수 개의 압축기가 모두 구동되는 상태에서의 냉매, 냉수 및 냉각수의 흐름을 나타내는 도면이다. 즉, 도 4는 제1터보칠러(100) 및 제2터모칠러(200)가 모두 구동되는 상태(즉, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)가 모두 구동되는 상태)를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)는 모두 구동될 수 있다. 우선, 제1압축기(110)로부터 토출된 냉매는 제1응축기(120)에서 응축되고, 제1팽창밸브(130)에서 팽창된 후에, 제1증발기(140)에서 증발될 수 있다.

또한, 제2압축기(210)로부터 토출된 냉매는 제2응축기(220)에서 응축되고, 제2팽창밸브(230)에서 팽창된 후에, 제2증발기(240)에서 증발될 수 있다.

이때, 냉각수 유로(300)를 통해 흐르는 냉각수는 제2응축기(220) 및 제1응축기(120)를 순차적으로 통과하면서 냉매와 열교환할 수 있다. 즉, 제2응축기(220) 및 제1응축기(120)에서 냉각수는 냉매로부터 열을 흡수하여 가열되고 냉매는 냉각수로 열을 방출하여 응축될 수 있다.

또한, 냉수 유로(400)를 통해 흐르는 냉수는 제2증발기(240) 및 제1증발기(140)를 순차적으로 통과하면서 냉매와 열교환할 수 있다. 즉, 제2증발기(240) 및 제1증발기(140)에서 냉수는 냉매로 열을 방출하여 냉각되고 냉매는 냉수로부터 열을 흡수하여 증발할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 제1터보칠러(100)가 구동중인 상태에서 제2터보칠러(200)는 선택적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2터보칠러(200)에 구비되는 제2압축기(210)는 냉수 출구온도 및 제1압축기(110)에 걸리는 부하 중 적어도 하나에 기초하여 선택적으로 구동될 수 있다.

이하, 다른 도면을 더 참조하여, 냉수 온도의 헌팅 없이 제2터보칠러(200)가 선택적으로 구동될 수 있는 제어 특징에 대하여 설명한다.

도 5는 도 2에 도시된 터보 칠러 시스템의 주요 구성들의 연결관계를 나타내는 블럭도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템은 냉수 입구온도를 감지하기 위한 제1온도센서(415) 및 냉수 출구온도를 감지하기 위한 제2온도센서(425)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1온도센서(415)는 냉수 유로(300)의 입구측(410)에 구비될 수 있고, 상기 제2온도센서(425)는 냉수 유로(400)의 출구측(420)에 구비될 수 있다.

따라서, 상기 제1온도센서(415)는 상기 제2증발기(240)를 통과하기 전 냉수의 온도를 감지할 수 있고, 상기 제2온도센서(425)는 상기 제1증발기(140)를 통과한 후의 냉수의 온도를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템은 전술한 제1압축기(110), 제1팽창밸브(130), 제2압축기(210) 및 제2팽창밸브(230)를 제어하는 제어부(C)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(C)는 상기 제1압축기(110)의 부하를 판단할 수 있다. 여기서, 제1압축기(110)의 부하는 제1압축기(110)에 흐르는 전류를 의미할 수 있다. 또한, 상기 제어부(C)는 상기 제1온도센서(415)로부터 냉수 입구 온도와 관련된 정보를 전달받을 수 있고, 상기 제2온도센서(425)로부터 냉수 출구 온도와 관련된 정보를 전달받을 수 있다. 즉, 상기 제어부(C)는 제2증발기(240)를 통과하기 전의 냉수 입구온도를 상기 제1온도센서(415)로부터 전달받을 수 있고, 제1증발기(140)를 통과한 냉수 출구온도를 상기 제2온도센서(425)로부터 전달받을 수 있다.

상기 제어부(C)는 상기 제1압축기(110)에 흐르는 전류 및 냉수 출구온도 중 적어도 하나에 기초하여 제1압축기(110)와 제2압축기(210)를 제어할 수 있다.

도 3 내지 5를 함께 참조하면, 제1압축기(110)만 구동 중이 상태에서, 상기 제어부(C)는 제2압축기(210)의 구동 개시 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 제어부(C)는 제1압축기(110)에 흐르는 전류 및 냉수 출구온도에 기초하여 상기 제2압축기(210)의 구동 개시 여부를 판단할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(C)는 상기 제1압축기(110)에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 이상이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제1온도 이상 높을 때, 상기 제2압축기(210)의 구동을 개시할 수 있다. 여기서, 제1전류값 및 상기 기설정된 온도차는 제1압축기(110) 및 제2압축기(120)의 스펙에 기초하여 실험을 통해 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1전류값은 제1압축기(110)의 정격전류의 75% 내지 85%의 전류값이 될 수 있고, 상기 제1온도는 0.1℃ 내지 0.3℃가 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1전류값은 상기 제1압축기(110)의 정격전류의 대략 80%의 전류값이 될 수 있고, 상기 제1온도는 0.2℃가 될 수 있다.

즉, 제1압축기(110)에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 미만이고 냉수 출구온도가 설정온도보다 상기 제1온도이상 높을 때, 제어부(C)는 제1압축기(110)의 부하를 증가시켜서 냉수 출구온도를 제어할 수 있다.

이와 달리, 상기 제1압축기(110)에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 이상이고, 냉수 출구온도가 상기 제1온도이상 높은 경우, 상기 제어부(C)는 제2압축기(210)의 구동이 시작되도록 상기 제2압축기(210)를 제어할 수 있다. 이는, 제1압축기(110)에 걸리는 과도한 부하를 방지함과 동시에, 냉수 출구온도의 제어폭을 넓히기 위함이다. 여기서, 냉수 출구온도의 제어폭을 넓힌다는 것은 제1압축기(110)만 구동될 때에 비해 제1압축기(110)와 제2압축기(210)를 모두 구동하면, 냉수 출구온도를 더 낮출 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 상기 제어부(C)는 상기 제2압축기(210)의 구동 개시로부터 기설정된 제1시간동안 제2압축기(210)의 입구측에 구비된 제2베인(213)의 개도를 최소 개도로 유지할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(C)는 상기 제1시간동안 상기 제1압축기(110)의 입구측에 구비된 제1베인(113)의 개도를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 이는, 제2압축기(210)가 추가적으로 구동됨에 따라서 발생될 수 있는 냉수 출구온도의 헌팅을 방지하기 위함이다. 여기서, 냉수 출구온도의 헌팅은 냉수 출구온도의 급격한 감소를 의미할 수 있다.

이때, 상기 제1시간은 5초 내지 15초가 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1시간은 8초 내지 12초가 될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 제1시간은 10초가 될 수 있다.

또한, 상기 제2베인(213)의 최소 개도는 제2베인(213)이 닫힌 상태를 의미할 수 있다. 즉, 상기 제어부(C)는 상기 제2압축기(210)의 구동 개시로부터 기설정된 제1시간동안 제2임팰러(211)는 구동하는 상태로 제2압축기(210)의 입구측에 구비된 제2베인(213)의 개도를 닫힌 상태로 유지할 수 있다. 상기 제2베인(213)이 닫힌 경우에도, 미세한 양의 냉매가 상기 제2압축기(210)를 통해 압축되어 제2응축기(220)로 공급될 수 있다. 따라서, 제2베인(213)이 최소 개도(닫힌 상태)로 유지되는 동안에, 제2응축기(220)의 응축성능 및 제2증발기(240)의 증발성능은 최소성능으로 유지될 수 있다.

또한, 상기 제1시간 동안에 상기 제1팽창밸브(130)는 제1응축기(120)를 통과한 냉매를 팽창시키기 위해 개도조절될 수 있고, 상기 제2팽창밸브(230)는 제2응축기(220)를 통과한 냉매를 팽창시키기 위해 개도조절될 수 있다.

또한, 상기 제1시간 동안에 상기 제1베인(113)의 개도는 완전히 개방된 상태를 기준으로 단위시간당 대략 5%씩 감소될 수 있다. 여기서, 단위시간은 약 10초가 될 수 있다.

상기와 같이, 제1시간 동안에 제2베인(213)의 개도를 최소개도로 유지한 상태에서 제1베인(113)의 개도를 점진적으로 감소시킴에 따라서, 냉수 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있다.

한편, 상기 제어부(C)는 상기 제1시간이 경과한 후에, 상기 제1베인(113)의 개도를 더 감소시키고, 상기 제2베인(213)의 개도를 증가시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 제1시간이 경과한 후에, 상기 제어부(C)는 상기 제1압축기(110)의 부하와 상기 제2압축기(210)의 부하가 동일해질 때까지, 상기 제1베인(113)의 개도를 점진적으로 감소시키고, 상기 제2베인(213)의 개도를 점진적으로 증가시킬 수 있다.

이때, 상기 제1베인(113)의 개도 감소율은 상기 제2베인(213)의 개도 증가율보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1베인(113)의 개도는 완전히 개방된 상태를 기준으로 단위시간당 대략 5%씩 감소될 수 있고, 상기 제2베인(213)의 개도는 완전히 개방된 상태를 기준으로 단위시간당 대략 2%씩 증가될 수 있다. 여기서, 단위시간은 대략 10초가 될 수 있다.

상기와 같이, 상기 제1시간 경과 후에, 상기 제1압축기(110)의 부하를 점진적으로 감소시키고, 상기 제2압축기(210)의 부하를 점진적으로 증가시킴에 따라서, 냉수 출구온도를 설정온도로 제어할 수 있고 냉수 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있다. 또한, 상기와 같은 제어를 통해, 제1압축기(110) 및 제2압축기(210)에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.

상기 제1압축기(110)와 상기 제2압축기(210)의 부하가 동일하게 된 후에, 상기 제어부(C)는 냉수의 설정온도에 기초하여 상기 제1베인(113)의 개도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(C)는 상기 냉수 출구온도가 냉수의 설정온도보다 높은 경우 상기 제1베인(113)의 개도를 증가시킬 수 있다. 그리고, 상기 제1베인(113)의 개도가 증가하면 상기 제1압축기(110)의 부하가 증가될 수 있다. 제1압축기(110)의 부하는 제1압축기(110)에 흐르는 전류의 크기에 비례한다. 즉, 제1압축기(110)의 부하의 판단은 제1압축기(110)에 흐르는 전류의 크기에 기초하여 판단될 수 있다.

또한, 상기 제1압축기(110)와 상기 제2압축기(210)의 부하가 동일하게 된 후에, 상기 제어부(C)는 상기 제1압축기(110)의 부하 변화에 대응하도록 상기 제2베인(213)의 개도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(C)는 상기 제1압축기(110)의 부하가 증가하면 상기 제2압축기(210)의 부하가 상기 제1압축기(110)의 부하와 동일해지도록 상기 제2베인(213)의 개도를 증가시킬 수 있다. 이와 달리, 상기 제어부(C)는 상기 제1압축기(110)의 부하가 감소하면, 상기 제2압축기(210)의 부하가 상기 제1압축기(110)의 부하와 동일해지도록 상기 제2베인(213)의 개도를 감소시킬 수 있다.

도 6은 제1압축기(110)가 구동되고 있는 상태에서 제2압축기(210)가 추가적으로 구동될 때 각각의 압축기의 부하에 따른 냉수 출구 온도를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 시간 t1에서 제어부(C)는 제2압축기(210)가 추가적으로 구동될 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다.

제어부(C)는 기설정된 제1시간(t1~t2) 동안 제2압축기(210)의 구동을 개시하고, 제2압축기(210)부하를 최소로 유지하면서 제1압축기(110)의 부하를 점진적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 제1시간 경과 후에, 제어부(C)는 제1압축기(110)의 부하와 제2압축기(210)의 부하가 동일해질 때가지, 제1압축기(110)의 부하를 점진적으로 감소시키고, 제2압축기(210)의 부하를 점진적으로 증가시킬 수 있다.

상기 제1시간 경과 후에, 제1압축기(110)의 부하 감소와 제2압축기(210)의 부하 증가는 시간 t3까지 지속될 수 있다.

시간 t3 이후에는 제1압축기(110)는 냉수 출구온도와 설정온도 사이의 차이에 기초하여 제어되고, 제2압축기(210)는 제1압축기(110)의 부하에 따라서 제어될 수 있다.

상기와 같은 제1압축기(110) 및 제2압축기(210)의 제어에 의해, 제2압축기(210)가 추가적으로 구동을 개시하더라도 냉수 출구온도의 헌팅을 오차범위 내로 유지할 수 있다. 또한, 칠러 시스템의 목표부하가 안정적으로 증가될 수 있다.

한편, 도 3 내지 5를 다시 참조하면, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)가 모두 구동중인 상태에서, 제어부(C)는 제1압축기(110)의 부하(즉, 제1압축기(110)에 흐르는 전류) 및 냉수 출구온도에 기초하여 제2압축기(210)의 구동 정지 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부(C)는 제1압축기(110)에 흐르는 전류가 기설정된 제2전류값 이하이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도 이상 낮을 때, 제2압축기(210)의 입구측에 구비된 제2베인(213)의 개도를 점진적으로 감소시킬 수 있다.

여기서, 상기 제2전류값은 상기 제1전류값보다 작을 수 있다. 상기 제2전류값은 제1압축기(110)의 정격전류의 대략 70% 내지 80%이하의 값이 될 수 있고, 상기 제2온도는 0.8℃ 내지 1.2℃가 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2전류값은 제1압축기(110)의 정격전류의 대략 70%가 될 수 있고, 상기 제2온도는 1.0℃가 될 수 있다.

상기 제어부(C)는 냉수 출구온도가 설정온도보다 제3온도 이상 낮을 때, 도는 상기 제2베인(213)의 개도가 기설정된 제2시간동안 점진적으로 감소된 후에, 상기 제2압축기(210)의 구동을 완전히 정지시킬 수 있다.

여기서, 상기 제3온도는 0.3℃ 내지 0.7℃가 될 수 있고, 상기 제2시간은 8 내지 12분이 될 수 있다. 바람직하게는 상기 제3온도는 0.5℃가 될 수 있고, 상기 제2시간은 대략 10분이 될 수 있다.

또한, 상기 제어부(C)는 상기 제2압축기(210)가 완전히 정지된 후에, 상기 제1압축기(110)는 냉수의 설정온도에 기초하여 제어할 수 있다. 즉, 제1압축기(110)는 냉수의 설정온도와 냉수 출구온도 사이의 차이에 기초하여 상기 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다.

상기와 같이, 제2압축기(210)의 구동이 불필요한 경우에, 제1압축기(110)의 부하를 점진적으로 증가시키면서 제2압축기(210)의 부하를 점진적으로 감소시킴에 따라서, 냉수 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있다.

도 7은 제1압축기(110) 및 제2압축기(210)가 함께 구동되고 있는 상태에서 제2압축기(210)가 정지될 때 각각의 압축기의 부하에 따른 냉수 출구 온도를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 시간 t5에서 제어부(C)는 제2압축기(210)가 정지될 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다.

제어부(C)는 시간 t5에서 t6까지 제1압축기(110)는 냉수 출구온도와 설정온도 사이의 차이에 기초하여 제어하고, 제2압축기(210)의 부하는 점진적으로 감소시킬 수 있다.

냉수 출구온도가 설정온도보다 기절정된 온도(0.5℃) 이하일 때, 제어부(C)는 제2압축기(210)의 구동을 완전히 정지시킬 수 있다. 이 경우, 시간 t6는 냉수 출구온도가 설정온도보다 기절정된 온도(0.5℃) 이하가 된 시점이 될 수 있다.

또는 상기 제어부(C)는 제2압축기(210)의 부하가 감소되기 시작하여 제2시간(약 10분)이 경과하면 냉수 출구온도와 관계없이 제2압축기(210)의 구동을 정지시킬 수 있다. 이 경우, 시간 t6는 시간 t5로부터 기설정된 제2시간이 경과한 시점이 될 수 있다.

상기와 같은 제1압축기(110) 및 제2압축기(210)의 제어에 의해, 제2압축기(210)가 구동을 정지하더라도 냉수 출구온도의 헌팅을 오차범위 내로 유지할 수 있다. 또한, 칠러 시스템의 목표부하가 안정적으로 감소될 수 있다.

지금까지 제1압축기(110)와 제2압축기(210)가 정속 압축기라는 것을 기준으로 설명하였다.

그러나, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)는 가변 주파수 압축기(즉, 인버터 압축기)가 될 수도 있다. 제1압축기(110)와 제2압축기(210)가 가변 주파수 압축기인 경우에도, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)의 부하에 대한 판단은 제1압축기(110)와 제2압축기(210)에 흐르는 전류의 크기로 판단할 수 있다.

그러나, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)가 가변 주파수 압축기인 경우에, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)의 부하의 증가 및 감소는 제1압축기(110)와 제2압축기(210)의 주파수의 증가 및 감소를 의미할 수 있다. 즉, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)가 가변 주파수 압축기인 경우에, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)의 부하 변화는 베인의 개도 조절이 아닌 임팰러의 주파수 제어를 통해 행해질 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.

도 8은 제2압축기가 추가적으로 구동되는 과정을 나타내는 터보 칠러 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 구체적으로, 도 8은 제1압축기가 구동되고 있는 상태에서 제2압축기가 추가적으로 구동되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 터보 칠러 시스템의 제어방법을 설명함에 있어서, 전술한 터보 칠러 시스템의 구성이 터보 칠러 시스템의 제어방법에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법은 제1압축기(110)가 구동되는 제1운전단계(S100), 제2압축기(210)의 구동 개시 여부가 판단되는 구동개시판단단계(S200) 및 제2압축기(210)의 구동이 개시되는 제2운전단계(S300)를 포함할 수 있다.

상기 제1운전단계(S100)에서는 냉수의 설정온도에 기초하여 제1압축기(110)가 구동될 수 있다. 즉, 제1운전단계(S100)에서는 냉수의 설정온도와 냉수 출구온도의 차이에 기초하여 제1압축기(110)의 부하가 조절될 수 있다.

제1압축기(110)가 정속 압축기인 경우, 제1압축기(110)의 부하는 제1압축기(110)에 구비된 제1베인(113)의 개도 조절을 통해 이루어질 수 있다. 이와 달리, 제1압축기(110)가 인버터 압축기인 경우, 제1압축기(110)의 부하는 제1압축기(110)의 주파수 제어를 통해 이루어질 수 있다.

상기 구동개시판단단계(S200)에서는 제1압축기(110)에 흐르는 전류 및 냉수유로의 출구에서 감지된 냉수 출구온도에 기초하여 제2압축기(210)의 구동 개시 여부가 판단될 수 있다.

구체적으로, 구동개시판단단계(S200)에서, 상기 제1압축기(110)에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 이상이고 냉수 출구온도가 설정온도보다 제1온도 이상 높을 때, 제2압축기(210)의 구동이 필요한 것으로 판단될 수 있다.

상기 제1전류값은 제1압축기(110)의 정격전류의 75% 내지 85%의 전류값이 될 수 있고, 상기 제1온도는 0.1℃ 내지 0.3℃가 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1전류값은 상기 제1압축기(110)의 정격전류의 대략 80%의 전류값이 될 수 있고, 상기 제1온도는 0.2℃가 될 수 있다.

즉, 구동개시판단단단계(S200)에서 제2압축기(210)의 구동이 필요한 것으로 판단되면, 상기 제2운전단계(S300)에서 제2압축기(210)의 구동이 개시될 수 있다. 이와 달리, 구동개시판단단계(S200)에서 제2압축기(210)의 구동이 불필요한 것으로 판단되면, 상기 제1운전단계(S100)가 수행될 수 있다.

상기 제2운전단계(S300)에서는 상기 구동계시판단단계(S200)에서 판단된 결과에 기초하여 제2압축기(210)의 구동이 개시될 수 있다.

구체적으로, 상기 제2운전단계(S300)는 기설정된 제1시간동안 제1압축기(110)의 부하를 점진적으로 감소시키면서 제2압축기(210)의 부하를 최소 부하로 유지하는 지연단계(S310)를 포함할 수 있다.

제1압축기(110)가 정속 압축기인 경우, 상기 지연단계(S310)에서 제1시간동안 제1압축기(110)에 구비된 제1베인(113)의 개도가 점진적으로 감소될 수 있다. 이와 달리, 제1압축기(110)가 인버터 압축기인 경우, 상기 지연단계(S310)에서 제1시간동안 제1압축기(110)의 주파수가 제어될 수 있다.

또한, 상기 제2압축기(210)가 정속 압축기인 경우, 상기 지연단계(S310)에서 제1시간동안 제2압축기(210)에 구비된 제2베인(213)의 개도가 최소 개도로 유지될 수 있다. 이와 달리, 제2압축기(210)가 인버터 압축기인 경우, 상기 지연단계(S310)에서 제1시간동안 제2압축기(210)의 주파수가 최소 주파수로 유지될 수 있다.

상기 지연단계(S310)를 통해, 제2압축기(210)의 구동 개시에 따른 냉수 출구온도의 과도한 헌팅을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법은 상기 지연단계(S310)가 시작된 후에 상기 제1시간이 경과하였는지 여부를 판단하는 시간판단계(S320)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2운전단계(S300)는 상기 제1시간 경과 후에, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)의 부하를 조절하는 제1부하조절단계(S330)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1부하조절단계(S330)에서 상기 제1압축기(110)의 부하는 점진적으로 감소되고 상기 제2압축기(210)의 부하는 점진적으로 증가될 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 각각의 압축기가 정속 압축기인 경우, 압축기의 부하 조절은 베인을 통해 이루어지고, 인버터 압축기의 경우, 압축기의 부하 조절은 압축기의 주파수 제어를 통해 이루어질 수 있다.

예를 들어, 상기 제1압축기(110) 및 제2압축기(210)가 정속 압축기인 경우, 제1부하조절단계(S330)에서, 제1압축기(110)에 구비된 제1베인(113)의 개도가 점진적으로 감소되고 제2압축기(210)에 구비된 제2베인(213)의 개도가 점진적으로 증가될 수 있다.

상기 제1압축기(110)의 부하 감소는 제1베인(113)의 개도 감소를 통해 이루어지고, 제2압축기(210)의 부하 증가는 제2베인(213)의 개도 증가를 통해 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제1베인(113)의 개도 감소율은 상기 제2베인(213)의 개도 증가율보다 클 수 있다.

상기 제1부하조절단계(S330)는 상기 제1압축기(110)의 부하와 상기 제2압축기(210)의 부하가 동일해질 때까지 진행될 수 있다(S400). 따라서, 제1압축기(110) 및 제2압축기(210)에 각각 과부하가 걸리는 것을 방지함과 동시에, 냉수 출구온도를 안정적으로 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법은 상기 제1부하조절단계(S330) 이후에, 제1압축기(110)와 제2압축기(210)를 정상상태로 운전하는 정상운전단계(S500)를 더 포함할 수 있다.

상기 정상운전단계(S500)에서, 냉수의 설정온도에 기초하여 제1압축기(110)의 부하가 조절되고, 제2압축기(210)의 부하는 제1압축기(110)의 부하 변화에 대응하도록 조절될 수 있다.

즉, 정상운전단계(S500)에서, 제1압축기(110)에 구비된 제1베인(113)의 개도는 냉수의 설정온도와 냉수 출구온도 사이의 차이에 기초하여 제어될 수 있다. 그리고, 상기 제2압축기(210)에 구비되는 제2베인(213)의 개도는 제1압축기(110)의 부하 변화에 대응하여 조절될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법은 제1압축기(110)와 제2압축기(210)가 모두 구동되고 있는 상태에서, 일정한 조건을 만족하면 제2압축기(210)의 구동을 정지시킬 수 있다. 그리고, 제2압축기(210)의 구동을 정지시킬 때에도, 냉수 출구온도의 헌팅이 방지될 필요가 있다. 이하, 다른 도면을 참조하여 이에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 9는 제2압축기가 정지되는 과정을 나타내는 터보 칠러 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 전술한 바와 같이, 정상운전단계(S500)에서 제1압축기(110)의 부하는 냉수 출구온도에 기초하여 제어되고, 제2압축기(210)의 부하는 제1압축기(110)의 부하에 추종하도록 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 터보 칠러 시스템의 제어방법은 상기 정상운전단계(S500) 이후에, 제1압축기(110)에 흐르는 전류 및 냉수 출구온도에 기초하여 제2압축기의 구동 정지 여부가 판단되는 예비정지판단단계(S600); 및 상기 예비정지판단단계(S600)에서 판단된 결과에 기초하여 제2압축기(210)의 구동이 점진적으로 정지되는 제3운전단계(S700)를 더 포함할 수 있다.

상기 예비정지판단단계(S600)에서는 상기 제1압축기(110)에 흐르는 전류가 기설정된 제2전류값 이하이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도이상 낮을 때 제2압축기(210)의 구동 정지가 필요한 것으로 판단될 수 있다.

상기 제2전류값은 상기 제1전류값보다 작을 수 있다. 상기 제2전류값은 제1압축기(110)의 정격전류의 대략 70% 내지 80%이하의 값이 될 수 있고, 상기 제2온도는 0.8℃ 내지 1.2℃가 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2전류값은 제1압축기(110)의 정격전류의 대략 70%가 될 수 있고, 상기 제2온도는 1.0℃가 될 수 있다.

상기 제3운전단계(S700)는, 제1압축기(110)의 부하가 점진적으로 증가되면서 제2압축기(210)의 부하는 점진적으로 감소되는 제2부하조절단계(710)를 포함할 수 있다.

제2부하조절단계(S710)를 통해 냉수 출구온도를 설정온도에 기초하여 제어할 수 있음과 동시에, 냉수 출구온도의 과도한 헌팅을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제3운전단계(S700)는, 상기 제2부하조절단계(S710) 이후에, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도 이상 낮은지 여부 또는 기설정된 제2시간의 경과 여부에 기초하여 제2압축기(210)의 구동이 정지될 필요가 있는지 판단되는 완전정지판단단계(S720)를 더 포함할 수 있다.

상기 완전정지판단단계(S720)에서는, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도 이상 낮은 경우 제2압축기(210)가 완전히 정지될 필요가 있다고 판단될 수 있다. 또는, 상기 완전정지판단단계(S720)에서는, 상기 제2부하조절단계(S710)로부터 기설정된 제2시간이 경과한 경우에 제2압축기(210)의 구동이 완전히 정지될 필요가 있다고 판단될 수 있다.

즉, 완전정지판단단계(S720)에서는 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도 이상 낮아지는 시점 및 제2부하조절단계(S710)로부터 기설정된 제2시간이 경과한 시점 중 먼저 도래하는 시점에 제2압축기(210)의 구동이 완전히 정지될 필요가 있다고 판단될 수 있다.

상기 제3운전단계(S700)는, 상기 완전정지판단단계(S720)에서 판단된 결과에 기초하여, 제2압축기(210)의 구동을 정지시키고 냉수의 설정온도에 기초하여 제1압축기(110)의 부하를 조절하는 단계(S730)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 복수 개의 압축기를 사용하여 냉수의 출구 온도의 제어범위를 넓힐 수 있고, 복수 개의 압축기를 선택적으로 구동하여, 냉수의 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 제2압축기의 구동 및 정지를 점전적으로 제어하여 냉수의 출구온도의 헌팅을 방지할 수 있

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

110 제1압축기 210 제2압축기
120 제1응축기 220 제2응축기
130 제1팽창밸브 230 제2팽창밸브
140 제1증발기 240 제2증발기

Claims (23)

1. 냉매를 압축하는 제1압축기 및 제2압축기;
   상기 제1압축기 및 제2압축기로부터 공급된 냉매와 냉각수의 열교환을 위한 제1응축기 및 제2응축기;
   상기 제1응축기 및 제2응축기로부터 토출된 냉매와 냉수의 열교환을 위한 제1증발기 및 제2증발기;
   상기 제2증발기와 상기 제1증발기를 순차적으로 통과하도록 냉수를 안내하는 냉수유로;
   상기 제1응축기와 제1증발기 사이에 구비되는 제1팽창밸브 및 상기 제2응축기와 상기 제2증발기 사이에 구비되는 제2팽창밸브; 및
   상기 제1압축기에 흐르는 전류, 및 냉수 출구온도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1압축기와 상기 제2압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 터보 칠러 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1압축기만 구동 중인 상태에서,
   상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류, 및 냉수 출구온도에 기초하여 상기 제2압축기의 구동 개시 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 이상이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제1온도이상 높을 때, 상기 제2압축기의 구동을 개시하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1압축기 및 상기 제2압축기는 정속 압축기이고,
   상기 제어부는,
   상기 제2압축기의 구동 개시로부터 기 설정된 제1시간동안 제2압축기의 입구측에 구비된 제2베인의 개도를 최소 개도로 유지하고, 제1압축기의 입구측에 구비된 제1베인의 개도를 점진적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1시간 경과 후에, 상기 제1압축기의 부하와 상기 제2압축기의 부하가 동일하게 될 때까지, 상기 제1베인의 개도를 점진적으로 감소시키고, 상기 제2베인의 개도를 점진적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1베인의 개도 감소율은 상기 제2베인의 개도 증가율보다 큰 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1압축기의 부하와 상기 제2압축기의 부하가 동일하게 된 후에, 냉수의 설정온도에 기초하여 상기 제1베인의 개도를 조절하고, 상기 제2압축기의 부하가 상기 제1압축기의 부하 변화에 대응하도록 상기 제2베인의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1압축기와 상기 제2압축기가 모두 구동 중인 상태에서,
   상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류 및 냉수 출구온도에 기초하여 상기 제2압축기의 구동 정지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제2전류값 이하이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도이상 낮을 때, 제2압축기의 입구측에 구비된 제2베인의 개도를 점진적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 냉수 출구온도가 설정온도보다 제3온도 이상 낮을 때 또는 상기 제2베인의 개도가 기설정된 제2시간동안 점진적으로 감소된 후에, 상기 제2압축기의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템.
11. 제1압축기와, 제1응축기와, 제1팽창밸브와, 제1증발기를 구비하는 제1터보칠러 및 제2압축기와, 제2응축기와, 제2팽창밸브와, 제2증발기를 구비하는 제2터보칠러를 포함하고, 냉수를 안내하는 냉수유로가 상기 제2증발기와 제1증발기를 순차적으로 통과하는 터보 칠러 시스템의 제어방법으로서,
    냉수의 설정온도에 기초하여 제1압축기가 구동되는 제1운전단계;
    제1압축기에 흐르는 전류 및 냉수 입구온도와 냉수 출구온도 사이의 차이에 기초하여 제2압축기의 구동 개시 여부가 판단되는 구동개시판단단계; 및
    상기 구동개시판단단계에서 판단된 결과에 기초하여 제2압축기의 구동이 개시되는 제2운전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템의 제어방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 구동개시판단단계에서 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제1전류값 이상이고 냉수 입구온도와 냉수 출구온도 사이의 차이가 기설정된 온도차 이하라고 판단되면, 상기 제2운전단계에서 상기 제2압축기의 구동이 개시되는 것을 특징으로 하는 칠러 시스템의 제어방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2운전단계는 기설정된 제1시간동안 제1압축기의 부하를 점진적으로 감소시키면서 제2압축기의 부하를 최소 부하로 유지하는 지연단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2운전단계는 상기 제1시간 경과 후에 상기 제1압축기의 부하를 점진적으로 감소시키면서 상기 제2압축기의 부하를 점진적으로 증가시키는 제1부하조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 부하조절단계는 상기 제1압축기의 부하와 상기 제2압축기의 부하가 동일해질 때까지 진행되는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
16. 제14항에 있어서,
    상기 제1압축기의 부하 감소는 제1베인의 개도 감소를 통해 이루어지고, 제2압축기의 부하 증가는 제2베인의 개도 증가를 통해 이루어지며,
    상기 제1베인의 개도 감소율은 상기 제2베인의 개도 증가율보다 큰 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제2운전단계 이후에,
    냉수의 설정온도에 기초하여 제1베인의 개도를 조절하고, 제2압축기의 부하가 제1압축기의 부하 변화에 대응하도록 제2베인의 개도를 조절하는 정상운전단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 정상운전단계 이후에,
    제1압축기에 흐르는 전류 및 에 기초하여 제2압축기의 구동 정지 여부가 판단되는 예비정지판단단계; 및
    상기 예비정지판단단계에서 판단된 결과에 기초하여 제2압축기의 구동이 점진적으로 정지되는 제3운전단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 예비정지판단단계에서는 상기 제1압축기에 흐르는 전류가 기설정된 제2전류값 이하이고, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제2온도이상 낮을 때 제2압축기의 구동 정지가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
20. 제18항에 있어서,
    상기 제3운전단계는,
    제1압축기의 부하가 점진적으로 증가되면서 제2압축기의 부하는 점진적으로 감소되는 제2부하조절단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
21. 제20항에 있어서,
    상기 제3운전단계는,
    상기 제2부하조절단계 이후에, 냉수 출구온도가 설정온도 또는 기설정된 제2시간의 경과 여부에 기초하여 제2압축기의 구동이 정지될 필요가 있는지 판단되는 완전정지판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
22. 제21항에 있어서,
    상기 완전정지판단단계에서는, 냉수 출구온도가 설정온도보다 제3온도 이상 낮은 경우 또는 상기 제2시간이 경과한 경우에, 상기 제2압축기의 정지가 필요한 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.
23. 제21항에 있어서,
    상기 제3운전단계는,
    상기 완전정지판단단계에서 판단된 결과에 기초하여, 제2압축기의 구동을 정지시키고 냉수의 설정온도에 기초하여 제1압축기의 부하를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 칠러 시스템의 제어방법.

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