KR20200034474A - chiller - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기 조화 기능을 수행하는 칠러에 관한 것이다.The present invention relates to a chiller that performs an air conditioning function.
칠러 시스템은 냉수를 냉수 수요처로 공급하는 것으로서, 칠러와 냉수 수요처를 포함할 수 있다.The chiller system supplies cold water to a cold water demand source, and may include a chiller and a cold water demand source.
칠러는 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기를 포함하고, 증발기는 물과 냉매를 열교환시키게 구성되고, 냉수 수요처는 냉매와 열교환된 물이 통과하는 별도의 열교환기(즉, 냉수 코일)를 포함하고, 열교환기가 실내로 송풍되는 공기를 냉각시켜 실내를 냉방시킬 수 있다.The chiller includes a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, and the evaporator is configured to exchange water and refrigerant, and the cold water demand includes a separate heat exchanger (that is, a cold water coil) through which water exchanged with the refrigerant passes. The heat exchanger can cool the room by cooling the air blown into the room.
냉수 수요처는 공기를 냉수와 열교환시키는 수냉식 공조기가 될 수 있으며, 실내 공기와 실외 공기를 혼합한 후 혼합 공기를 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 에어 핸들링 유닛(AHU: Air Handing Unit)으로 구성되는 것이 가능하고, 실내에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 냉수와 열교환시킨 후 실내로 토출하는 팬 코일 유닛(FCU:Fan Coil Unit)으로 구성되는 것이 가능하며, 실내의 바닥에 매설된 바닥 배관 유닛으로 구성되는 것도 가능하다.The demand for cold water may be a water-cooled air conditioner that exchanges air with cold water, and is composed of an air handling unit (AHU) that mixes indoor and outdoor air, heat exchanges the mixed air with cold water, and discharges it to the room. It is possible to be installed, it is possible to be composed of a fan coil unit (FCU: Fan Coil Unit) that is installed indoors to intake indoor air to exchange heat with cold water and then discharged into the room, and it is composed of a floor piping unit embedded in the floor of the room It is also possible.
본 발명은 실외온도가 낮은 경우 압축기를 오프시킨 상태에서 증발기를 냉각할 수 있어, 소비 전력을 저감할 수 있는 칠러를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a chiller capable of cooling the evaporator in a state where the compressor is turned off when the outdoor temperature is low, thereby reducing power consumption.
본 발명의 실시 예에 따른 칠러는 증발기와 압축기 사이에서 기상냉매와 액냉매를 분리하는 어큐뮬레이터와, 어큐뮬레이터에 연결된 냉매저장배관과, 냉매저장배관과 연결된 리시버와, 일단이 리시버에 연결되고 타단이 메인 팽창기구와 증발기 사이의 냉매배관에 연결되는 냉매유동배관과, 냉매유동배관에 설치된 냉매펌프와, 냉매펌프에 의해 냉매 순환시 냉매가 통과하는 바이패스 배관 및 리시버 입구배관을 포함할 수 있다.The chiller according to an embodiment of the present invention includes an accumulator for separating gaseous refrigerant and liquid refrigerant between an evaporator and a compressor, a refrigerant storage pipe connected to the accumulator, a receiver connected to the refrigerant storage pipe, and one end connected to the receiver and the other end main It may include a refrigerant flow pipe connected to a refrigerant pipe between the expansion mechanism and the evaporator, a refrigerant pump installed in the refrigerant flow pipe, a bypass pipe through which the refrigerant passes when the refrigerant is circulated by the refrigerant pump, and a receiver inlet pipe.
실외온도에 따라 일반운전과 전력저감운전을 선택적으로 실시하는 제어부를 포함하고, 제어부는 실외온도가 설정온도 미만이면 전력저감운전을 실시하며, 전력저감운전시 냉매배관의 냉매 및 어큐뮬레이터의 액냉매를 리시버에 저장하는 냉매 저장모드를 실시한 후, 리시버의 냉매를 증발기와, 응축기와, 리시버를 순환시키는 열교환모드를 실시할 수 있다.It includes a control unit that selectively performs normal operation and power reduction operation according to the outdoor temperature, and the control unit performs power reduction operation when the outdoor temperature is less than the set temperature, and cools the refrigerant in the refrigerant pipe and liquid refrigerant in the accumulator during the power reduction operation. After performing the refrigerant storage mode for storing in the receiver, a heat exchange mode in which the refrigerant of the receiver is circulated through the evaporator, the condenser, and the receiver may be performed.
제어부는 전력저감운전의 도중에 실외온도가 설정온도 이상이면, 전력저감운전을 정지하고, 일반운전으로 제어할 수 있다.If the outdoor temperature is greater than or equal to the set temperature in the middle of the power reduction operation, the control unit may stop the power reduction operation and control the normal operation.
제어부는 냉매 저장모드를 설정시간 동안 실시한 후 열교환모드를 개시할 수 있다.The control unit may initiate the heat exchange mode after performing the refrigerant storage mode for a predetermined time.
제어부는 일반운전시 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어하고, 전력저감모드시 팽창기구를 최소개도로 제어할 수 있다.The control unit may control the expansion mechanism to the refrigerant expansion opening during normal operation and the expansion mechanism to the minimum opening in the power reduction mode.
냉매펌프와 증발기 사이에서 냉매를 팽창시키는 서브 팽창기구를 더 포함하고, 제어부는 저장모드시 서브 팽창기구를 최대개도로 제어하고, 열교환모드시 서브 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어할 수 있다.Further comprising a sub-expansion mechanism for expanding the refrigerant between the refrigerant pump and the evaporator, the control unit may control the sub-expansion mechanism to the maximum opening in the storage mode, and to control the sub-expansion mechanism to the refrigerant expansion opening in the heat exchange mode.
증발기와 어큐뮬레이터 사이에서 개폐되는 제1 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제1 밸브를 일반운전 및 냉매 저장모드시 오픈시키고, 열교환모드시 클로즈 시킬 수 있다.Further comprising a first valve that is opened and closed between the evaporator and the accumulator, the controller can open the first valve in normal operation and refrigerant storage mode and close in the heat exchange mode.
일단이 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 압축기와 응축기 사이의 냉매배관에 연결되는 바이패스 배관과, 바이패스 배관에서 개폐되는 제2 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제2 밸브를 일반운전 및 냉매 저장모드시 클로즈시키고, 열교환모드시 오픈시킬 수 있다.The first end is connected to the refrigerant pipe between the evaporator and the accumulator, the other end is connected to the refrigerant pipe between the compressor and the condenser, and further includes a second valve opened and closed in the bypass pipe, and the control unit controls the second valve. It can be closed in normal operation and refrigerant storage mode and open in heat exchange mode.
냉매저장배관에서 개폐되는 제3 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제3 밸브를 냉매 저장모드시 오픈시키고, 일반운전 및 열교환모드시 클로즈시킬 수 있다.It further includes a third valve that is opened and closed in the refrigerant storage pipe, and the controller can open the third valve in the refrigerant storage mode and close it in the normal operation and heat exchange mode.
일단이 응축기와 메인 팽창기구 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 리시버에 연결되는 리시버 입구배관과, 리시버 입구배관에서 개폐되는 제4 밸브를 더 포함하고, 제어부는 제4 밸브를 열교환모드시 오픈시키고, 일반운전 및 냉매 저장모드시 클로즈시킬 수 있다.One end is connected to the refrigerant pipe between the condenser and the main expansion mechanism, the other end further comprises a receiver inlet pipe connected to the receiver, and a fourth valve opened and closed at the receiver inlet pipe, and the controller opens the fourth valve in the heat exchange mode It can be closed during normal operation and refrigerant storage mode.
본 발명의 실시 예에 따른 칠러는 압축기가 오프된 상태에서 냉매가 리시버와, 냉매펌프와, 증발기, 응축기를 순환될 수 있기 때문에, 소비전력을 최소화하면서 증발기가 냉수를 지속적으로 냉각시킬 수 있다. In the chiller according to an embodiment of the present invention, since the refrigerant can be circulated in the state in which the compressor is turned off, the receiver, the refrigerant pump, the evaporator, and the condenser can be circulated, so the evaporator can continuously cool the cold water while minimizing power consumption.
또한, 리시버에 냉매를 모았다가 냉매가 리시버와, 냉매펌프와, 증발기, 응축기를 순환하기 때문에, 다량의 냉매가 증발기가 유동되면서 냉각 효율을 높일 수 있다. In addition, since the refrigerant is collected in the receiver and the refrigerant circulates through the receiver, the refrigerant pump, the evaporator, and the condenser, a large amount of refrigerant flows through the evaporator to increase cooling efficiency.
또한, 칠러는 외기온도가 비교적 낮은 저부하일 때, 압축기 소비 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.In addition, the chiller has an advantage that can reduce the power consumption of the compressor when the outside temperature is relatively low load.
또한, 칠러는 증발기와 어큐뮬레이터 사이에서 개폐되는 밸브를 이용하여 냉매 저장모드시 냉매를 리시버에 저장하고, 열교환모드시 압축기로의 냉매 유동을 차단할 수 있다.In addition, the chiller may store the refrigerant in the receiver in the refrigerant storage mode by using a valve that is opened and closed between the evaporator and the accumulator, and block the refrigerant flow to the compressor in the heat exchange mode.
또한, 칠러는 증발기에서 토출되는 냉매를 응축기로 안내하는 바이패스 배관을 포함함으로써 냉매의 순환 경로를 최소화하여 냉매 유동저항을 최소화할 수 있고, 바이패스 배관에서 개폐되는 밸브를 이용하여 일반모드시에는 냉매를 압축기로 안내하고, 열교환모드시 냉매를 응축기로 안내할 수 있다.In addition, the chiller can minimize the refrigerant flow resistance by minimizing the circulation path of the refrigerant by including a bypass pipe guiding the refrigerant discharged from the evaporator to the condenser, and in the normal mode using a valve opened and closed in the bypass pipe. The refrigerant can be guided to the compressor, and the refrigerant can be guided to the condenser in the heat exchange mode.
또한, 칠러는 어큐뮬레이터와 리시버를 연결하는 냉매저장배관과, 냉매저장배관에서 개폐되는 밸브를 이용하여 냉매배관에 남아있는 냉매를 리시버에 저장함으로써 냉매 순환시 냉매 유량을 늘려 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, by using a refrigerant storage pipe connecting the accumulator and the receiver and a valve that is opened and closed in the refrigerant storage pipe, the chiller stores the refrigerant remaining in the refrigerant pipe in the receiver, thereby increasing the flow rate of refrigerant during circulation of the refrigerant to improve cooling efficiency. .
또한, 칠러는 응축기에서 토출된 냉매를 리시버로 안내하는 리시버 입구배관과, 리시버 입구배관에서 개폐되는 밸브를 이용하여 일반모드시 리시버로의 냉매 유동을 차단하고, 열교환모드시 리시버로 냉매를 신속하게 안내할 수 있다.In addition, the chiller blocks the refrigerant flow to the receiver in the normal mode by using a receiver inlet pipe for guiding the refrigerant discharged from the condenser to the receiver, and a valve opened and closed at the receiver inlet pipe, and rapidly cools the refrigerant to the receiver in the heat exchange mode. I can guide you.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러가 적용된 칠러 시스템의 구성도이다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 제어 블록도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 운전방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 전력저감운전 실시를 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 일반운전과 전력저감 운전시, 압축기, 냉매펌프과, 실외팬과, 메인 팽창기구와, 서브 팽창기구와, 증발기 출구밸브와, 응축기 입구밸브와, 냉매 저장밸브와, 리시버 입구밸브 각각의 제어가 도시된 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 일반운전시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 냉매 저장모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 열교환모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of a chiller system to which a chiller according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a control block diagram of a chiller according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a chiller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart specifically showing the implementation of the power reduction operation of FIG. 3.
5 is a normal operation and power reduction operation according to an embodiment of the present invention, a compressor, a refrigerant pump, an outdoor fan, a main expansion mechanism, a sub expansion mechanism, an evaporator outlet valve, a condenser inlet valve, and a refrigerant storage valve. Wow, it is a diagram showing the control of each of the receiver inlet valve.
6 is a view showing a refrigerant flow path during normal operation of a chiller according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a refrigerant flow path in a refrigerant storage mode of a chiller according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a refrigerant flow path in a heat exchange mode of a chiller according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러가 적용된 칠러 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a chiller system to which a chiller according to an embodiment of the present invention is applied.
본 실시예의 칠러(10)는 냉수 수요처(2)와 연결될 수 있고, 칠러(10)와 냉수 수요처(2)는 냉수 수요처(2)로 냉수를 공급할 수 있는 칠러 시스템을 구성할 수 있다. The
칠러(10)는 냉동 사이클을 이용하여 냉수 수요처(2)의 열교환기(3)로 냉수를 공급하는 냉수 공급 유닛이다. The
칠러(10)는 실외온도에 따라 일반운전 또는 전력저감운전을 실시할 수 있다. The
일반운전은 냉매가 압축기(11)와, 응축기(12)와, 메인팽창기구(13)와, 증발기(14)를 순환하는 운전을 의미하고, 전력저감운전은 압축기(11)가 오프된 상태에서 냉매가 순환하는 운전을 의미할 수 있다. General operation means that the refrigerant circulates through the compressor (11), the condenser (12), the main expansion mechanism (13), and the evaporator (14), and power reduction operation in the state where the compressor (11) is turned off. It may mean an operation in which the refrigerant circulates.
전력저감운전은 일반운전의 경우 보다 소비 전력을 감소시킬 수 있는 운전 모드로, 압축기(11)가 오프된 상태에서 냉매가 순환하는 운전일 수 있다. 전력저감운전에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.The power reduction operation is an operation mode in which power consumption can be reduced more than in the general operation, and may be an operation in which the refrigerant circulates while the
칠러(10)는 냉매를 압축하는 압축기(11), 압축기(11)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(12), 응축기(12)에서 응축된 냉매가 팽창되는 메인 팽창기구(13), 메인 팽창기구(13)에서 팽창된 냉매가 물과 열교환되어 증발되는 증발기(14)를 포함하고, 압축기(11)와 응축기(12)와 메인 팽창기구(13)와 증발기(14)가 냉동 사이클을 형성한다.The
칠러(10)는 냉각탑에서 열 매체를 비산시켜 방열하는 수냉식과, 열 매체가 흐르는 열교환기를 공기와 접촉시켜 방열하는 공랭식으로 구분될 수 있다. The
압축기(11)는 운전 용량이 가변되는 용량 가변형 압축기로 이루어지고, 복수개의 압축기가 부하에 따라 일부 혹은 전부 구동되거나, 인버터 압축기 등으로 이루어진다. The
압축기(11)는 냉매를 압축할 수 있다. 압축기(11)는 칠러의 동작 상태에 따라 선택적으로 구동될 수 있다. 구체적으로, 압축기(11)는 칠러의 일반운전시 온될 수 있고, 칠러(10)의 전력저감운전시 오프될 수 있다.The
압축기(11)는 응축기(12)와 압축기 출구 배관(21)으로 연결될 수 있다. 압축기 출구 배관(21)에는 압축기(11)에서 유출된 냉매와 오일 중 오일을 분리하는 오일 분리기(15)가 설치될 수 있다. 오일 분리기(15)는 압축기(11)와 오일 회수 배관(16)로 연결될 수 있고, 오일 분리기(15)에서 냉매와 분리된 오일은 오일 회수 배관(16)를 통해 압축기로 회수될 수 있다.The
응축기(12)는 실외 팬(17)에 의해 송풍되는 실외 공기에 의해 냉매가 응축시키는 것으로서, 압축기 출구 배관(21)을 통해 유동된 냉매는 실외 공기와 열교환되어 공랭식으로 응축될 수 있다. The
응축기(12)는 압축기(11)에서 압축된 냉매를 응축시킬 수 있다. 냉매는 일반운전시와, 열교환모드시 응축기(12)를 통과할 수 있다.The
증발기(14)는 냉수 수요처(2)와 수배관(22)(23)으로 연결될 수 있고, 메인 팽창기구(13)에서 팽창된 냉매가 증발되면서 물을 냉각시키는 쿨러일 수 있다. 증발기(14)에는 냉매가 통과하는 냉매 유로(14A)와, 물이 통과하는 물 유로(14B)가 열교환 부재를 사이에 두고 형성된다. The
증발기(14)의 일예는 쉘 앤 튜브형 열교환기로 구성될 수 있다. 증발기(14)는 물이 통과하고 물 유로를 갖는 복수개의 이너 튜브와, 복수개의 이너 튜브의 외측에 형성되고 복수개의 이너 튜브와 사이에 냉매가 통과하는 냉매 유로를 갖는 쉘을 포함할 수 있다. An example of the
증발기(14)의 다른예는 물 유로와 냉매 유로가 판 형상의 열교환부재를 사이에 두고 배치된 판형 열교환기로 구성되는 것이 가능하다. As another example of the
증발기(14)의 또 다른 예는 냉수 수요처(2)의 열교환기(3)와 수배관(22)(23)으로 연결되는 이중관 열교환기로 구성될 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 이너 튜브와, 이너 튜브를 둘러싸는 아우터 튜브를 포함할 수 있다.Another example of the
본 실시예는 증발기(14)의 종류에 한정되지 않고, 냉매 유로와 냉수 유로가 열전달부재를 사이에 두고 분리되는 것이면, 적용가능하다. This embodiment is not limited to the type of the
수배관(22)(23)에는 냉수가 증발기(14)와 냉수 수요처(2)를 순환할 수 있도록 냉수를 펌핑시키는 냉수 펌프(18)가 설치될 수 있다.A
칠러(10)는 어큐뮬레이터(31)와, 어큐뮬레이터(31)에 연결된 냉매저장배관(32)과, 냉매저장배관(32)과 연결된 리시버(33)와, 리시버(33)에 연결되는 냉매유동배관(34)과, 냉매유동배관(34)에 설치된 냉매펌프(35)와, 냉매펌프(35)에 의해 냉매 순환시 냉매가 통과하는 바이패스 배관(36) 및 리시버 입구배관(37)을 포함할 수 있다.The
전력저감운전은 일반운전시 보다 소모 전력을 줄이면서 냉매를 순환시키는 운전 모드로, 냉매를 리시버(33)에 저장하는 냉매 저장모드와, 리시버(33)의 냉매를 순환시키는 열교환모드를 포함할 수 있다. 냉매 저장모드에서는 냉매가 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14) 및 어큐뮬레이터(31)를 순환하고, 열교환모드에서는 냉매가 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14) 및 응축기(12)를 순환할 수 있다.The power reduction operation is an operation mode for circulating the refrigerant while reducing power consumption during normal operation, and may include a refrigerant storage mode for storing the refrigerant in the
응축기(12)와 증발기(14) 사이에는 증발기 입구배관(51)이 연결될 수 있다. 증발기 입구배관(51)은 응축기(12)와 메인 팽창기구(13) 사이의 냉매 유로인 응축기 토출배관(51A)와, 메인 팽창기구(13)와 서브 팽창기구(38) 사이의 냉매 유로인 메인 팽창배관(51B)와, 서브 팽창기구(38)와 증발기(14) 사이의 서브 팽창 배관(51C)를 포함할 수 있다.An
메인 팽창기구(13)는 증발기 입구배관(51)에 설치될 수 있다.The
메인 팽창기구(13)는 유동되는 냉매를 팽창시키는 것으로서, 개도 조절이 가능한 EEV나 LEV 등의 전자식 팽창밸브로 구성될 수 있다. 메인 팽창기구(13)는 최소개도 또는 최대개도로 조절되거나, 최소개도 보다 크고 최대개도 보다 작은 냉매팽창개도로 조절될 수 있다. 최소개도는 메인 팽창기구(13)가 최대로 닫히는 풀 클로즈일 수 있으며, 최대개도는 메인 팽창기구(13)가 최대로 열리는 풀 오픈일 수 있다.The
메인 팽창기구(13)의 개도가 클수록 유동되는 냉매의 유량이 증가될 수 있고, 메인 팽창기구(13)의 개도가 작을수록 냉매의 유량이 감소될 수 있다.The larger the opening degree of the
증발기(14)에서는 팽창된 냉매가 물과 열교환될 수 있다.In the
증발기(14)에는 증발기 출구배관(52)이 연결되고, 증발기 출구배관(52)에는 증발기(14)에서 열교환된 냉매가 통과할 수 있다.An
증발기 출구배관(52)은 일단이 증발기(14)에 연결되고, 타단이 어큐뮬레이터(31)에 연결될 수 있다. 증발기 출구배관(52)은 후술하는 증발기 출구밸브(41)와 증발기(14) 사이의 냉매 유로인 증발기 토출배관(52A)와, 증발기 출구배관(52)과 어큐뮬레이터(32) 사이의 냉매 유로인 어큐뮬레이터 입구배관(52B)를 포함할 수 있다.The
어큐뮬레이터(31)는 증발기(14) 및 압축기(11) 사이에서 기상냉매와 액냉매를 분리할 수 있다.The
어큐뮬레이터(31)는 증발기 출구배관(52)과, 냉매저장배관(32)과, 압축기 입구배관(53)이 연결될 수 있다.The
어큐뮬레이터(31)에는 증발기 출구배관(52)을 통과한 냉매가 유입될 수 있다. 어큐뮬레이터(31)는 기상냉매와 액냉매를 분리하고, 기상냉매를 압축기 입구배관(53)을 통해 압축기(11)로 안내할 수 있고, 액냉매를 냉매저장배관(32)을 통해 리시버(33)로 안내할 수 있다. The refrigerant that has passed through the
리시버(33)에는 냉매저장배관(32)과, 리시버 입구배관(37)과, 냉매유동배관(34)이 연결될 수 있다.A
냉매저장배관(32)은 일단이 어큐뮬레이터(31)에 연결되고, 타단이 리시버(33)에 연결될 수 있다.The
리시버 입구배관(37)은 일단이 메인 팽창기구(13)와 응축기(12) 사이의 증발기 입구배관(51)에 연결되고, 타단이 리시버(33)에 연결될 수 있다. 즉, 리시버 입구배관(37)은 응축기 토출배관(51A)와 리시버(33)에 연결될 수 있다.One end of the
냉매유동배관(34)은 일단이 리시버(33)에 연결되고, 타단이 증발기 입구배관(51) 중 메인 팽창기구(13)와 서브 팽창기구(38) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 냉매유동배관(34)은 메인 팽창배관(51B)에 연결될 수 있고, 리시버(33)의 냉매는 메인 팽창배관(51B)로 안내될 수 있다.The
냉매펌프(35)는 냉매유동배관(34)에 설치될 수 있다. 냉매펌프(35)는 리시버(33)에 저장된 냉매를 냉매유동배관(34)으로 토출시킬 수 있다. 냉매펌프(35)는 전력저감모드시 냉매를 순환시킬 수 있다.The
서브 팽창기구(38)는 냉매펌프(35)와 증발기(14) 사이에서 냉매를 팽창시킬 수 있다. 예를 들어, 서브 팽창기구(38)는 증발기 입구배관(51) 중 증발기(14)와 냉매유동배관(34)이 연결된 지점과 사이에 설치될 수 있고, 냉매유동배관(34)을 통과한 냉매의 유량을 조절할 수 있다.The
서브 팽창기구(38)는 개도 조절이 가능한 EEV나 LEV 등의 전자식 팽창밸브로 구성될 수 있다. 서브 팽창기구(38)는 최소개도 또는 최대개도로 조절되거나, 최소개도 보다 크고 최대개도 보다 작은 냉매팽창개도로 조절될 수 있다. 최소개도는 서브 팽창기구(38)가 최대로 닫히는 풀 클로즈일 수 있으며, 최대개도는 서브 팽창기구(38)가 최대로 열리는 풀 오픈일 수 있다.The
서브 팽창기구(38)의 개도가 클수록 유동되는 냉매의 유량이 증가될 수 있고, 서브 팽창기구(38)의 개도가 작을수록 냉매의 유량이 감소될 수 있다.The larger the opening degree of the
증발기 출구배관(52)에는 바이패스 배관(36)이 연결될 수 있다. 바이패스 배관(36)은 일단이 증발기 출구배관(52)에 연결되고, 타단이 압축기 출구배관(21)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 바이패스 배관(36)은 일단이 증발기(14)와 증발기 출구밸브(41) 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 응축기(12)와 오일분리기(15) 사이의 냉매배관에 연결될 수 있다.A
또한, 칠러(10)는 증발기 출구밸브(41)와, 응축기 입구밸브(42)와, 냉매저장밸브(43)와, 리시버 입구밸브(44) 중 적어도 일부 또는 전부를 더 포함할 수 있다.In addition, the
증발기 출구밸브(41)와, 응축기 입구밸브(42)와, 냉매저장밸브(43)와, 리시버 입구밸브(44) 각각은 솔레노이드 밸브일 수 있고, 온 또는 오프로 제어될 수 있고, 온 제어시 풀 오픈이며 오프 제어시 풀 클로즈일 수 있다.Each of the
증발기 출구밸브(41)는 증발기 출구배관(52)에 설치될 수 있다. 바람직하게는 증발기 출구밸브(41)는 증발기 출구배관(52) 중 바이패스 배관(36)이 연결된 지점과 어큐뮬레이터(31) 사이에 설치될 수 있다. 증발기 출구밸브(41)는 증발기(14)에서 어큐뮬레이터(31)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.The
응축기 입구밸브(42)는 바이패스 배관(36)에 설치될 수 있다. 이 때, 바이패스 배관(36)은 일단이 증발기(14)와 증발기 출구밸브(41) 사이의 증발기 출구배관(52)에 연결되고, 타단이 오일분리기(15)와 응축기(12) 사이의 압축기 출구 배관(21)에 연결될 수 있다. 응축기 입구밸브(42)는 증발기(14)에서 응축기(12)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.The
냉매저장밸브(43)는 냉매저장배관(32)에 설치될 수 있다. 냉매저장밸브(43)는 어큐뮬레이터(31)에서 리시버(33)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.The
리시버 입구밸브(44)는 리시버 입구배관(37)에 설치될 수 있다. 리시버 입구밸브(44)는 응축기(12)에서 리시버(33)로의 냉매 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.The
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 제어 블록도이고, 도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 운전방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 3의 전력저감운전 실시를 구체적으로 나타내는 순서도이고, 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 일반운전과 전력저감 운전시, 압축기, 냉매펌프과, 실외팬과, 메인 팽창기구와, 서브 팽창기구와, 증발기 출구밸브와, 응축기 입구밸브와, 냉매 저장밸브와, 리시버 입구밸브 각각의 제어가 도시된 도이다.2 is a control block diagram of a chiller according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing a method of operating a chiller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 specifically shows the power reduction operation of FIG. 3 5 is a flow chart of a compressor, a refrigerant pump, an outdoor fan, a main expansion mechanism, a sub expansion mechanism, an evaporator outlet valve, and a condenser inlet valve during normal operation and power reduction operation according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the control of each of the refrigerant storage valve and the receiver inlet valve.
칠러(10)는 실외온도를 감지하는 실외온도 센서(30)와, 타이머(39)와, 칠러(10)의 운전을 제어하는 제어부(40)를 더 포함할 수 있다.The
실외온도 센서(30)는 응축기(12) 주위에 설치되어 실외온도를 감지할 수 있고, 실외온도 정보를 제어부(40)에 전달할 수 있다. 실외온도 센서(30)는 외기와 냉매가 열교환되는 응축기(12)와 이격되게 설치될 수 있다.The
타이머(39)는 시간의 경과를 측정할 수 있고, 측정된 시간 정보를 제어부(40)에 전달할 수 있다.The
제어부(40)는 압축기(11), 응축기(12), 메인 팽창기구(13), 서브 팽창기구(38), 증발기(14), 냉매펌프(35), 실외팬(17), 증발기 출구밸브(41), 응축기 입구밸브(42), 냉매저장밸브(43) 및 리시버 입구밸브(44) 각각을 제어할 수 있다.The
제어부(40)는 실외온도 센서(30) 및 타이머(39)로부터 전달되는 정보에 기초하여 일반운전, 전력저감운전(냉매 저장모드 또는 열교환모드)를 실시하도록 제어할 수 있다. The
제어부(40)는 실외온도에 따라 일반운전과 전력저감운전을 선택적으로 실시할 수 있다. 구체적으로, 제어부(40)는 실외온도가 설정온도 이상이면 일반운전을 실시할 수 있고, 실외온도가 설정온도 미만이면 전력저감운전을 실시할 수 있다.The
도 3를 참조하면, 제어부(40)는 일반운전을 실시할 수 있다(S11).Referring to FIG. 3, the
제어부(40)는 일반운전시 압축기(11)를 온시켜 냉매를 유동시킬 수 있다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 일반운전시 제어부(40)는 압축기(11)를 온으로 제어하고, 냉매펌프(35)를 오프로 제어하고, 실외팬(17)을 온으로 제어하고, 메인 팽창기구(13)를 냉매팽창개도로 제어하고, 서브 팽창기구(38)를 최대개도로 제어하고, 증발기 출구밸브(41)를 오픈시키고, 응축기 입구밸브(42)를 클로즈시키고, 냉매저장밸브(43)를 클로즈시키고, 리시버 입구밸브(44)를 클로즈시킬 수 있다.As shown in FIG. 5, during normal operation, the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 일반운전시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a refrigerant flow path during normal operation of a chiller according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 칠러(10)의 냉매는 일반운전시 압축기(11)와, 응축기(12)와, 메인 팽창기구(13)와, 서브 팽창기구(38)와, 증발기(14)와, 어큐뮬레이터(31)를 순환할 수 있다.As shown in FIG. 6, the refrigerant of the
다시, 도 3를 설명한다.Again, FIG. 3 will be described.
제어부(40)는 일반운전을 실시하는 동안 실외온도를 감지할 수 있다(S12).The
제어부(40)는 일반운전을 실시하는 동안 실외온도를 감지하도록 실외온도 센서(30)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 실외온도 센서(30)는 설정 주기마다 실외온도를 감지할 수 있다.The
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만인가 판단할 수 있다(S13).The
여기서, 실외온도는 실외온도 센서(30)가 감지한 온도를 나타내고, 설정온도는 입력부(미도시) 등을 통해 설정되거나, 저장부(미도시) 등에 미리 저장된 온도일 수 있다. 예를 들어, 설정온도는 5℃일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로 이에 제한되지 않는다.Here, the outdoor temperature indicates the temperature sensed by the
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 이상인 경우 일반운전을 유지할 수 있다.The
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만인 경우 전력저감운전을 실시할 수 있다(S14).The
전력저감운전은 냉매 저장모드와 열교환모드를 포함할 수 있고, 전력저감운전시 냉매 저장모드와 열교환모드를 순서대로 실시할 수 있다. The power reduction operation may include a refrigerant storage mode and a heat exchange mode, and when the power reduction operation is performed, the refrigerant storage mode and the heat exchange mode may be sequentially performed.
냉매 저장모드는 냉매배관에 남아 있는 냉매와 어큐뮬레이터(31)의 액냉매를 리시비(33)에 저장하는 운전 모드일 수 있다. 이 때, 냉매배관은 증발기 입구배관(51), 증발기 출구배관(52), 냉매저장배관(32) 및 냉매유동배관(34) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The refrigerant storage mode may be an operation mode in which the refrigerant remaining in the refrigerant pipe and the liquid refrigerant of the
열교환모드는 리시버(33)에 저장된 냉매가 순환하면서 증발기(14)에서 물과 열교환되는 운전 모드일 수 있다. The heat exchange mode may be an operation mode in which the refrigerant stored in the
도 4를 참조하면, 전력저감운전을 실시하는 경우 제어부(40)는 냉매 저장모드를 실시할 수 있다(S111).Referring to FIG. 4, when power reduction operation is performed, the
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 t1 시점에 일반운전에서 냉매 저장모드로 전환할 수 있고, 냉매 저장모드시 제어부(40)는 압축기(11)를 오프로 제어하고, 냉매펌프(35)를 온으로 제어하고, 실외팬(17)을 오프로 제어하고, 메인 팽창기구(13)를 최소개도로 제어하고, 서브 팽창기구(38)를 최대개도로 제어하고, 증발기 출구밸브(41)를 오픈시키고, 응축기 입구밸브(42)를 클로즈시키고, 냉매저장밸브(43)를 오픈시키고, 리시버 입구밸브(44)를 클로즈시킬 수 있다.As shown in FIG. 5, the
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 냉매 저장모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.7 is a view showing a refrigerant flow path in a refrigerant storage mode of a chiller according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 칠러(10)의 냉매는 냉매 저장모드시 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14), 어큐뮬레이터(31)를 순환할 수 있다.As illustrated in FIG. 7, the refrigerant of the
다시, 도 4를 설명한다.Again, FIG. 4 will be described.
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 이상인지 판단할 수 있다(S112).The
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간을 측정하도록 타이머(39)를 제어할 수 있다. 타이머(39)는 냉매 저장모드가 실시되는 시점에 카운트를 시작하여 냉매 저장모드로의 동작시간을 측정할 수 있다.The
설정시간은 입력부(미도시) 등을 통해 설정되거나, 저장부(미도시) 등에 미리 저장된 시간일 수 있다. 예를 들어, 설정시간은 10분일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로 이에 제한되지 않는다.The set time may be set through an input unit (not shown), or may be a time previously stored in a storage unit (not shown). For example, the set time may be 10 minutes, but this is only an example and is not limited thereto.
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 미만이면 냉매 저장모드를 유지할 수 있다.The
제어부(40)는 냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 이상이면, 열교환모드를 실시할 수 있다(S113).If the operation time to the refrigerant storage mode is greater than or equal to the set time, the
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 t2 시점에 냉매 저장모드에서 열교환모드로 전환할 수 있고, 열교환모드시 제어부(40)는 압축기(11)를 오프로 제어하고, 냉매펌프(35)를 온으로 제어하고, 실외팬(17)을 온으로 제어하고, 메인 팽창기구(13)를 최소개도로 제어하고, 서브 팽창기구(38)를 냉매팽창개도로 제어하고, 증발기 출구밸브(41)를 클로즈시키고, 응축기 입구밸브(42)를 오픈시키고, 냉매저장밸브(43)를 클로즈시키고, 리시버 입구밸브(44)를 오픈시킬 수 있다.As shown in FIG. 5, the
도 8는 본 발명의 실시 예에 따른 칠러의 열교환모드시 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.8 is a view showing a refrigerant flow path in a heat exchange mode of a chiller according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 칠러(10)의 냉매는 열교환모드시 리시버(33), 서브 팽창기구(38), 증발기(14), 응축기(12)를 순환할 수 있다.As illustrated in FIG. 8, the refrigerant of the
다시, 도 3를 설명한다.Again, FIG. 3 will be described.
제어부(40)는 전력저감운전을 실시하는 동안 실외온도를 감지할 수 있다(S15).The
즉, 제어부(40)는 냉매 저장모드와 열교환모드를 실시하는 동안 실외온도를 감지하도록 실외온도 센서(30)를 제어할 수 있다.That is, the
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만인가 판단할 수 있다(S16).The
여기서, 설정온도는 단계 S12에서의 설정온도와 동일하다.Here, the set temperature is the same as the set temperature in step S12.
제어부(40)는 실외온도가 설정온도 미만이면 전력저감운전을 유지할 수 있다. The
한편, 제어부(40)는 실외온도가 설정온도 이상이면 일반운전을 실시할 수 있다. 즉, 실외온도가 설정온도 이상이면 제어부(40)는 전력저감운전에서 일반운전으로 전환할 수 있다. 도 5을 참조하면, 제어부(40)는 t3 시점에 열교환모드에서 일반운전으로 전환할 수 있고, 이 때 t3 는 실외온도가 설정온도 이상으로 감지된 시점일 수 있다. 한편, 제어부(40)는 냉매 저장모드를 실시하는 도중에도 외온도가 설정온도 이상으로 감지되면 냉매 저장모드에서 일반운전으로 전환할 수 있다.Meanwhile, the
실외온도가 설정온도 이상인 경우는 전력저감운전의 탈출 조건일 수 있다. 제어부(40)는 전력저감운전의 도중 실외온도가 설정온도 이상이면, 전력저감운전을 정지하고 일반운전으로 제어할 수 있다.If the outdoor temperature is higher than the set temperature, it may be an escape condition of power reduction operation. If the outdoor temperature exceeds the set temperature during the power reduction operation, the
냉매 저장모드로의 동작시간이 설정시간 이상인 경우는 열교환모드의 개시조건일 수 있다. 제어부(40)는 냉매 저장모드를 설정시간 동안 실시한 후 열교환모드를 개시할 수 있다.When the operation time to the refrigerant storage mode is longer than the set time, it may be a starting condition of the heat exchange mode. The
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
11: 압축기
12: 응축기
13: 메인 팽창기구
14: 증발기
31: 어큐뮬레이터
32: 냉매저장배관
33: 리시버
34: 냉매유동배관
35: 냉매펌프
36: 바이패스 배관'
37: 리시버 입구배관
38: 서브 팽창기구11: Compressor 12: Condenser
13: main expansion mechanism 14: evaporator
31: accumulator 32: refrigerant storage piping
33: receiver 34: refrigerant flow piping
35: refrigerant pump 36: bypass piping '
37: receiver inlet pipe 38: sub-expansion mechanism
Claims (10)
상기 증발기와 상기 압축기 사이에서 기상냉매와 액냉매를 분리하는 어큐뮬레이터와;
상기 어큐뮬레이터에 연결된 냉매저장배관과;
상기 냉매저장배관과 연결된 리시버와;
일단이 상기 리시버에 연결되고, 타단이 상기 메인 팽창기구와 상기 증발기 사이의 냉매배관에 연결되는 냉매유동배관과;
상기 냉매유동배관에 설치된 냉매펌프와;
상기 냉매펌프에 의해 냉매 순환시 냉매가 통과하는 바이패스 배관 및 리시버 입구배관을 포함하는 칠러.In the chiller in which the refrigerant circulates through the compressor, the condenser, the main expansion mechanism and the evaporator,
An accumulator for separating gaseous refrigerant and liquid refrigerant between the evaporator and the compressor;
A refrigerant storage pipe connected to the accumulator;
A receiver connected to the refrigerant storage pipe;
A refrigerant flow pipe having one end connected to the receiver and the other end connected to a refrigerant pipe between the main expansion mechanism and the evaporator;
A refrigerant pump installed in the refrigerant flow pipe;
A chiller including a bypass pipe through which the refrigerant passes when the refrigerant is circulated by the refrigerant pump and a receiver inlet pipe.
실외온도에 따라 일반운전과 전력저감운전을 선택적으로 실시하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 실외온도가 설정온도 미만이면, 전력저감운전을 실시하며,
전력저감운전시, 상기 냉매배관의 냉매 및 상기 어큐뮬레이터의 액냉매를 상기 리시버에 저장하는 냉매 저장모드를 실시한 후,
상기 리시버의 냉매를 증발기와, 응축기와, 리시버를 순환시키는 열교환모드를 실시하는 칠러.According to claim 1,
Includes a control unit that selectively performs normal operation and power reduction operation according to the outdoor temperature,
If the outdoor temperature is less than the set temperature, the control unit performs power reduction operation,
After power reduction operation, after performing a refrigerant storage mode for storing the refrigerant in the refrigerant pipe and the liquid refrigerant in the accumulator in the receiver,
A chiller that performs a heat exchange mode for circulating the refrigerant of the receiver through an evaporator, a condenser, and a receiver.
상기 제어부는 상기 전력저감운전의 도중에 상기 실외온도가 설정온도 이상이면, 상기 전력저감운전을 정지하고, 상기 일반운전으로 제어하는 칠러.According to claim 2,
The control unit stops the power reduction operation when the outdoor temperature is greater than or equal to a set temperature during the power reduction operation, and controls the chiller to control the normal operation.
상기 제어부는 상기 냉매 저장모드를 설정시간 동안 실시한 후 상기 열교환모드를 개시하는 칠러.According to claim 2,
The control unit performs the refrigerant storage mode for a predetermined time and then starts the heat exchanger mode.
상기 제어부는 일반운전시 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어하고, 상기 전력저감모드시 상기 팽창기구를 최소개도로 제어하는 칠러.According to claim 2,
The control unit controls the expansion mechanism to the refrigerant expansion opening during normal operation, and the chiller to control the expansion mechanism to the minimum opening in the power reduction mode.
상기 냉매펌프와 상기 증발기 사이에서 냉매를 팽창시키는 서브 팽창기구를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 저장모드시 상기 서브 팽창기구를 최대개도로 제어하고, 상기 열교환모드시 상기 서브 팽창기구를 냉매팽창개도로 제어하는 칠러.According to claim 2,
Further comprising a sub-expansion mechanism for expanding the refrigerant between the refrigerant pump and the evaporator,
The control unit controls the sub-expansion mechanism to the maximum opening degree in the storage mode, and controls the sub-expansion mechanism to the refrigerant expansion opening degree in the heat exchange mode.
상기 증발기와 상기 어큐뮬레이터 사이에서 개폐되는 제1 밸브를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 밸브를 상기 일반운전 및 상기 냉매 저장모드시 오픈시키고, 상기 열교환모드시 클로즈시키는 칠러.According to claim 2,
Further comprising a first valve that is opened and closed between the evaporator and the accumulator,
The control unit opens the first valve in the normal operation and the refrigerant storage mode, and closes the heat exchanger in the chiller.
일단이 상기 증발기와 상기 어큐뮬레이터 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 상기 압축기와 상기 응축기 사이의 냉매배관에 연결되는 바이패스 배관과,
상기 바이패스 배관에서 개폐되는 제2 밸브를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2 밸브를 상기 일반운전 및 상기 냉매 저장모드시 클로즈시키고, 상기 열교환모드시 오픈시키는 칠러.According to claim 2,
A bypass pipe having one end connected to a refrigerant pipe between the evaporator and the accumulator, and the other end connected to a refrigerant pipe between the compressor and the condenser;
Further comprising a second valve that is opened and closed in the bypass pipe,
The control unit closes the second valve in the normal operation and the refrigerant storage mode, and opens the chiller in the heat exchange mode.
상기 냉매저장배관에서 개폐되는 제3 밸브를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제3 밸브를 상기 냉매 저장모드시 오픈시키고, 상기 일반운전 및 상기 열교환모드시 클로즈시키는 칠러.According to claim 2,
Further comprising a third valve that is opened and closed in the refrigerant storage pipe,
The control unit opens the third valve in the refrigerant storage mode and closes in the normal operation and the heat exchange mode.
일단이 상기 응축기와 상기 메인 팽창기구 사이의 냉매배관에 연결되고, 타단이 상기 리시버에 연결되는 리시버 입구배관과,
상기 리시버 입구배관에서 개폐되는 제4 밸브를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제4 밸브를 상기 열교환모드시 오픈시키고, 상기 일반운전 및 상기 냉매 저장모드시 클로즈시키는 칠러. According to claim 2,
A receiver inlet pipe having one end connected to a refrigerant pipe between the condenser and the main expansion mechanism, and the other end connected to the receiver;
Further comprising a fourth valve that is opened and closed in the receiver inlet pipe,
The control unit opens the fourth valve in the heat exchange mode, and closes the chiller in the normal operation and the refrigerant storage mode.
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KR20220083495A (en) * | 2020-12-11 | 2022-06-20 | 엘지전자 주식회사 | Heat recovery type complex chiller system and operation method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016208008A1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | 三菱電機株式会社 | Heat source apparatus |
KR101727561B1 (en) | 2016-01-27 | 2017-05-02 | 한국이미지시스템(주) | Energy-saving industrial air-conditioner and the operation method |
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