KR20210068978A - Air compressing system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기 압축 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air compression system.
산업계에서 범용되고 있는 유냉식 공기 압축기는 공급 전력의 100%가 열 에너지(주로 압축열과 마찰열)로 변환된다. 스크류 압축기에서는 압축기 본체로부터 토출되는 압축 공기에 15~20%의 열량이 대동하고, 압축기 본체에 순환되어 있는 윤활유에 75~70%의 열량이 대동하지만, 이들의 열량은 미이용인 채로 에어 쿨러 및 오일 쿨러에 의해 방출되어 있다. In oil-cooled air compressors widely used in industry, 100% of the power supplied is converted into thermal energy (mainly compression heat and friction heat). In screw compressors, 15 to 20% of heat goes to the compressed air discharged from the compressor body and 75 to 70% of heat goes to the lubricating oil circulated in the compressor body. emitted by the cooler.
최근, 공장 등 많은 사업소에서는 온실 효과 가스인 이산화탄소의 배출량 삭감을 목적으로 해서 각종 설비의 부대 기기를 고에너지 효율의 것으로 전환하는 노력을 행하고 있다. 그래서, 특허문헌 1에 나타내어지는 바와 같이 압축 공기의 제조와 동시에 열 회수에 의해 온수를 제조할 수 있는 코제너레이션형의 공기 압축 시스템이 제안되어 있다.In recent years, many business establishments, such as factories, are making efforts to convert the auxiliary equipment of various facilities into highly energy-efficient ones for the purpose of reducing the emission of carbon dioxide which is a greenhouse gas. Then, as shown in patent document 1, the cogeneration type air compression system which can manufacture hot water by heat recovery simultaneously with manufacture of compressed air is proposed.
특허문헌 1에 기재된 공기 압축 시스템은 윤활유의 반송 라인에 열 회수용의 수냉 오일 쿨러(배열 회수 열 교환기(10))와 방열용의 공랭 오일 쿨러(공랭 열 교환기(13))가 직렬로 설치되어 있고, 압축기 본체로부터 토출되는 압축 공기의 온도가 소정의 범위가 되도록 공랭 오일 쿨러의 냉각 팬의 회전수가 제어되어 있다. 또한, 수냉 오일 쿨러의 상류측에는 압축 공기로부터 분리된 윤활유의 일부를 압축기 본체의 입구측에 직접 반송하기 위한 온도 조정 밸브가 설치되어 있다. In the air compression system described in Patent Document 1, a water-cooled oil cooler for heat recovery (exhaust heat recovery heat exchanger 10) and an air-cooled oil cooler for heat dissipation (air-cooled heat exchanger 13) are installed in series in a lubricating oil conveyance line. and the rotation speed of the cooling fan of the air-cooled oil cooler is controlled so that the temperature of the compressed air discharged from the compressor body is within a predetermined range. Further, on the upstream side of the water-cooled oil cooler, a temperature control valve for directly conveying a part of the lubricating oil separated from the compressed air to the inlet side of the compressor body is provided.
이러한 구성의 공기 압축 시스템은 압축기 본체의 가동 중에 냉각 팬이 최저 회전수 이상으로 제어되는 것이 보통이기 때문에 수냉 오일 쿨러에서 열 회수 후의 윤활유가 공랭 오일 쿨러에서 필요 이상으로 냉각되기 쉽다는 문제가 있었다. 윤활유의 과도한 냉각이 진행되면 온도 조정 밸브를 통한 리턴 오일량이 증가하여 수냉 오일 쿨러로의 급유량이 감소되어 버리므로 수냉 오일 쿨러에서의 열 회수량이 감소하여 에너지 절약의 메리트가 충분히 얻어지지 않게 될 우려가 있다.In the air compression system having such a configuration, since the cooling fan is usually controlled to a minimum rotation speed or higher during operation of the compressor body, there is a problem that the lubricating oil after heat recovery in the water-cooled oil cooler is easily cooled more than necessary in the air-cooled oil cooler. If excessive cooling of the lubricating oil proceeds, the amount of return oil through the temperature control valve increases and the amount of oil supplied to the water-cooled oil cooler decreases. There are concerns.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 윤활유로부터 열 회수를 행하도록 구성된 공기 압축 시스템에 있어서 압축기 본체에 환류하는 윤활유가 과도하게 냉각되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent excessive cooling of lubricating oil returning to a compressor body in an air compression system configured to recover heat from lubricating oil.
본 발명은 유냉식의 압축기 본체와, 상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 유통하는 제 1 송기 라인과, 상기 제 1 송기 라인과 접속되고 압축 공기로부터 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터와, 상기 오일 세퍼레이터의 기상부에 접속되고 기액 분리 후의 압축 공기가 유통하는 제 2 송기 라인과, 상기 오일 세퍼레이터의 액상부에 접속되고 기액 분리 후의 윤활유를 상기 압축기 본체의 흡기측에 반송하는 리턴 오일 라인과, 상기 리턴 오일 라인에 설치된 열 회수용의 수냉 오일 쿨러와, 상기 수냉 오일 쿨러에 냉각수를 유통시키는 냉각수 라인과, 상기 냉각수 라인에 설치되고 상기 수냉 오일 쿨러에 대한 통수 실행 상태와 통수 정지 상태를 스위칭하는 통수 스위칭 수단과, 상기 수냉 오일 쿨러의 하류측의 상기 리턴 오일 라인에 설치된 방열용의 공랭 오일 쿨러와, 상기 리턴 오일 라인에 접속되고 상기 공랭 오일 쿨러에 대하여 윤활유를 바이패스시키는 제 1 바이패스 라인과, 상기 제 1 바이패스 라인을 개폐하는 바이패스 밸브와, 상기 리턴 오일 라인에 접속되고 상기 수냉 오일 쿨러 및 상기 공랭 오일 쿨러에 대하여 윤활유를 바이패스시키는 제 2 바이패스 라인과, 상기 오일 세퍼레이터에서 기액 분리 후의 윤활유의 온도에 따라 상기 수냉 오일 쿨러로의 급유와 상기 제 2 바이패스 라인으로의 급유의 유량비를 조정하는 온도 조정 밸브와, 상기 통수 스위칭 수단 및 상기 바이패스 밸브를 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 개방하고, 상기 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 폐쇄하는 제어를 행하는 공기 압축 시스템에 관한 것이다.The present invention provides an oil-cooled compressor body, a first air supply line through which compressed air discharged from the compressor main body flows, an oil separator connected to the first air supply line and separating oil from compressed air; a second air supply line connected to the gas phase part and through which compressed air after gas-liquid separation flows; a return oil line connected to the liquid phase part of the oil separator and conveying the lubricating oil after gas-liquid separation to the intake side of the compressor body; A water-cooled oil cooler for heat recovery installed in a line, a cooling water line for circulating cooling water to the water-cooled oil cooler, and a water flow switching means installed in the cooling water line to switch between a water flow execution state and a water flow stop state for the water-cooled oil cooler an air-cooled oil cooler for heat dissipation provided in the return oil line downstream of the water-cooled oil cooler, and a first bypass line connected to the return oil line and bypassing the lubricating oil with respect to the air-cooled oil cooler; a bypass valve for opening and closing the first bypass line; a second bypass line connected to the return oil line and bypassing the lubricating oil with respect to the water-cooled oil cooler and the air-cooled oil cooler; A temperature control valve for adjusting a flow rate ratio of oil supply to the water-cooled oil cooler and oil supply to the second bypass line according to the temperature of the lubricating oil, and control means for controlling the water flow switching means and the bypass valve, The control means is related to an air compression system that controls to open the bypass valve when the water flow switching means is in a water flow execution state and close the bypass valve when the water flow switching means is in a water flow stop status. .
또한, 상기 바이패스 밸브는 상기 제 1 바이패스 라인에 설치되고, 상기 리턴 오일 라인 및 상기 제 1 바이패스 라인은 상류측 시단부에 상기 수냉 오일 쿨러의 출구관이 접속되고 하류측 종단부에 상기 바이패스 밸브의 입구 포트가 접속된 스트레이트 관과, 상기 스트레이트 관의 중도부에 장착된 분기용의 T자 관과, 상기 공랭 오일 쿨러의 입구관과 상기 T자 관의 분기 포트를 연통하는 연통관을 포함해서 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the bypass valve is installed in the first bypass line, and the return oil line and the first bypass line have an outlet pipe connected to an upstream end of the water-cooled oil cooler, and a downstream end of the return oil line and the first bypass line. A straight pipe to which the inlet port of the bypass valve is connected, a T-pipe for branching mounted on the middle part of the straight pipe, and a communication pipe for communicating the inlet pipe of the air-cooled oil cooler and the branch port of the T-pipe It is preferable to include.
또한, 상기 공랭 오일 쿨러의 상류측이며, 상기 제 1 바이패스 라인의 접속점보다 하류측의 상기 리턴 오일 라인을 개폐하는 차단 밸브와, 상기 통수 스위칭 수단, 상기 바이패스 밸브 및 상기 차단 밸브를 제어하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 개방함과 아울러 상기 차단 밸브를 폐쇄하고, 상기 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 폐쇄함과 아울러 상기 차단 밸브를 개방하는 것이 바람직하다.In addition, a shut-off valve that opens and closes the return oil line on the upstream side of the air-cooled oil cooler and downstream of the connection point of the first bypass line, and controls the water flow switching means, the bypass valve and the shut-off valve a control means is provided, wherein the control means opens the bypass valve and closes the shut-off valve when the water flow switching means is in a water flow execution state, and closes the shutoff valve when the water flow switching means is in a water flow stop status. It is preferable to close the pass valve and open the shut-off valve.
또한, 상기 수냉 오일 쿨러는 티탄제의 전열 플레이트를 적층한 플레이트식 열 교환기인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said water-cooled oil cooler is a plate type heat exchanger which laminated|stacked the heat transfer plates made of titanium.
또한, 상기 제 2 송기 라인에 설치된 열 회수용의 수냉 에어 쿨러와, 상기 수냉 에어 쿨러의 하류측에 설치된 방열용의 공랭 에어 쿨러를 구비하고, 상기 냉각수 라인은 상기 수냉 오일 쿨러 및 상기 수냉 에어 쿨러에 대하여 냉각수를 직렬 또는 병렬로 유통시키는 접속 구성이며, 상기 통수 스위칭 수단은 상기 수냉 오일 쿨러 및 상기 수냉 에어 쿨러를 동일 통수 상태로 스위칭하는 수단인 것이 바람직하다.In addition, a water-cooled air cooler for heat recovery provided in the second air supply line and an air-cooled air cooler for heat dissipation provided on a downstream side of the water-cooled air cooler, wherein the cooling water line includes the water-cooled oil cooler and the water-cooled air cooler It is preferable that the cooling water is circulated in series or in parallel with respect to each other, and the water flow switching means is a means for switching the water-cooled oil cooler and the water-cooled air cooler to the same water flow state.
또한, 상기 수냉 오일 쿨러를 통과 후의 냉각수의 출탕 온도를 검지하는 출탕 온도 센서를 구비하고, 상기 통수 스위칭 수단은 통수 상태의 스위칭에 추가하여 통수 유량을 조정가능하게 구성되고, 상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 상기 출탕 온도 센서가 검지한 출탕 온도가 목표 출탕 온도가 되도록 통수 유량을 조정하는 것이 바람직하다.In addition, a tap temperature sensor for detecting a tap temperature of the cooling water after passing through the water-cooled oil cooler is provided, the water passing switching means is configured to be able to adjust the water passing flow rate in addition to switching the water passing state, and the control means is the water passing It is preferable to adjust the water flow rate so that the tapping temperature detected by the tapping temperature sensor becomes the target tapping temperature while the switching means is switched to the water passing execution state.
또한, 상기 목표 출탕 온도는 제 1 목표 출탕 온도와, 상기 제 1 목표 출탕 온도보다 낮은 제 2 목표 출탕 온도를 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 제 1 목표 출탕 온도와 상기 제 2 목표 출탕 온도 중 어느 하나를 선택가능한 목표 출탕 온도 설정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the target tapping temperature includes a first target tapping temperature and a second target tapping temperature lower than the first target tapping temperature, and the control means is configured to control any one of the first target tapping temperature and the second target tapping temperature. It is preferable to have a target tapping temperature setting means selectable from one.
또한, 상기 압축기 본체로부터 압축 공기와 함께 토출된 윤활유의 온도, 또는 상기 오일 세퍼레이터에서 기액 분리 후의 윤활유의 온도를 검지하는 윤활유 온도 센서를 구비하고, 상기 통수 스위칭 수단은 통수 상태의 스위칭에 추가하여 통수 유량을 조정가능하게 구성되고, 상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 상기 윤활유 온도 센서의 검지 온도가 목표 오일 온도가 되도록 통수 유량을 조정하는 것이 바람직하다.In addition, a lubricating oil temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil discharged together with the compressed air from the compressor body or the temperature of the lubricating oil after gas-liquid separation in the oil separator is provided, wherein the water passing switching means is provided in addition to switching of the water passing state Preferably, the flow rate is adjustable, and the control means adjusts the water flow rate so that the temperature detected by the lubricating oil temperature sensor becomes the target oil temperature while the water flow switching means is switched to the water passing execution state.
또한, 상기 목표 오일 온도는 제 1 목표 오일 온도와, 상기 제 1 목표 오일 온도보다 낮은 제 2 목표 오일 온도를 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 제 1 목표 오일 온도와 상기 제 2 목표 오일 온도 중 어느 하나를 선택가능한 목표 오일 온도 설정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the target oil temperature includes a first target oil temperature and a second target oil temperature lower than the first target oil temperature, and the control means is configured to select any one of the first target oil temperature and the second target oil temperature. It is desirable to have means for setting the target oil temperature, one of which is selectable.
또한, 상기 제어 수단은 상한 통수 유량과 하한 통수 유량의 범위 내에서 상기 통수 스위칭 수단에 의해 통수 유량을 조정하는 것이 바람직하다.Preferably, the control means adjusts the water flow rate by the water flow switching means within the range of the upper limit water flow rate and the lower limit water flow rate.
또한, 상기 제어 수단은 상기 윤활유 온도 센서의 검지 온도가 상기 제 1 목표 오일 온도를 상회한 상태로 소정 시간을 경과했을 경우에는 상기 바이패스 밸브를 폐쇄 또는 개방도 조정하는 것이 바람직하다.Preferably, the control means adjusts the degree of closing or opening of the bypass valve when a predetermined time has elapsed in a state where the detection temperature of the lubricating oil temperature sensor exceeds the first target oil temperature.
(발명의 효과)(Effects of the Invention)
본 발명에 의하면, 윤활유로부터 열 회수를 행하도록 구성된 공기 압축 시스템에 있어서 압축기 본체에 환류하는 윤활유가 과도하게 냉각되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent excessive cooling of the lubricating oil returning to the compressor body in the air compression system configured to recover heat from the lubricating oil.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 공기 압축 시스템을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 상기 실시형태의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 상기 실시형태에 있어서의 통수 스위칭 제어 및 바이패스 밸브 제어의 플로우 차트이다.
도 4a는 상기 실시형태에 있어서의 출탕 온도 일정 제어의 플로우 차트이다.
도 4b는 상기 실시형태에 있어서의 토출 온도 일정 제어의 플로우 차트이다.
도 5는 상기 실시형태의 공기 압축 시스템의 변형예를 모식적으로 나타내는도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 공기 압축 시스템을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 상기 실시형태의 공기 압축 시스템의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the air compression system by 1st Embodiment of this invention.
Fig. 2 is a block diagram showing a control unit of the embodiment.
3 is a flowchart of water flow switching control and bypass valve control in the embodiment.
Fig. 4A is a flowchart of the constant control of the tapping temperature in the embodiment.
Fig. 4B is a flowchart of the discharge temperature constant control in the above embodiment.
It is a figure which shows typically the modification of the air compression system of the said embodiment.
6 is a diagram schematically showing an air compression system according to a second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows typically the modification of the air compression system of the said embodiment.
도 1은 제 1 실시형태에 의한 공기 압축 시스템(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이 공기 압축 시스템(1)은 압축기(10)와, 오일 세퍼레이터(20)와, 수냉 오일 쿨러(30)와, 공랭 오일 쿨러(40)와, 제어부(200)를 주요한 구성요소로서 구비한다.1 : is a figure which shows typically the structure of the air compression system 1 which concerns on 1st Embodiment. As shown in FIG. 1 , the air compression system 1 includes a
그리고, 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 압축기(10)로부터 토출된 압축 공기를 오일 세퍼레이터(20)에 흘려 넣는 제 1 송기 라인(L10)과, 오일 세퍼레이터(20)의 기상부에 접속된 제 2 송기 라인(L20)과, 오일 세퍼레이터(20)의 액상부에 접속되고 윤활유를 압축기(10)에 오일 리턴하는 리턴 오일 라인(L30)과, 리턴 오일 라인(L30)에 있어서 공랭 오일 쿨러(40)를 바이패스하는 제 1 바이패스 라인(L31)과, 리턴 오일 라인(L30)에 있어서 수냉 오일 쿨러(30) 및 공랭 오일 쿨러(40)를 바이패스하는 제 2 바이패스 라인(L32)을 구비한다. 또한, 압축기(10)에 공기를 도입하는 공기 도입 라인(L40)을 구비한다.And the air compression system 1 of this embodiment is connected to the 1st air supply line L10 which flows the compressed air discharged from the
또한, 본 명세서에 있어서의 「라인」이란 유로, 경로, 관로 등의 유체의 유통이 가능한 라인의 총칭이다.In addition, the "line" in this specification is a generic term for the line which can distribute|circulate fluid, such as a flow path, a path|route, and a pipeline.
압축기(10)의 압축기 본체(11)는 스크류 기구, 스크롤 기구, 로터리 기구 등의 공기 압축 기구(도시 생략)를 갖고 있다. 압축기 본체(11)의 공기 압축 기구의 구동축에 접속된 모터(12)를 구동시킴으로써 외기를 흡입·단열 압축해서 압축 공기(A0)를 생성하고, 이것을 토출한다. 본 실시형태의 압축기 본체(11)는 유냉식이며, 급기와 함께 윤활유(O1)를 공기 압축 기구 내에 도입함으로써 공기 압축 기구의 냉각, 즉 압축열의 제거를 행한다. 또한, 모터(12)는 전기 구동 모터나 증기 구동 모터 등 다양한 구동 방식을 채용할 수 있다.The compressor
압축기 본체(11)의 토출구에는 압축기 본체(11)로부터 토출된 압축 공기(A0)가 유통하는 제 1 송기 라인(L10)이 접속되어 있다. 제 1 송기 라인(L10)의 하류측에는 압축 공기로부터 윤활유를 분리하는 분리기로서의 오일 세퍼레이터(20)가 접속되어 있다.A first air supply line L10 through which the compressed air A0 discharged from the compressor
오일 세퍼레이터(20)의 기상부에는 기액 분리 후의 압축 공기(A1)가 유통하는 제 2 송기 라인(L20)이 접속되어 있다. 한편, 오일 세퍼레이터(20)의 액상부에는 기액 분리 후의 윤활유(O1)를 압축기 본체(11)의 흡기측에 반송해서 공기 압축 기구 내에 재도입하기 위한 리턴 오일 라인(L30)이 접속되어 있다.A second air supply line L20 through which the compressed air A1 after gas-liquid separation flows is connected to the gas phase portion of the
오일 세퍼레이터(20)의 액상부에는 기액 분리 후의 윤활유(O1)의 윤활유 온도(To)를 재기 위한 윤활유 온도 센서(21)가 설치되어 있다. 또한, 윤활유 온도 센서(21)는 윤활유 온도(To)를 재기 위한 센서이며, 압축기 본체(11)로부터 토출된 기액 분리 전의 윤활유(O1)의 온도(즉, 압축 공기(A0)의 온도)를 검지하는 것이어도 좋다. 예를 들면, 윤활유 온도 센서(21)의 배치 위치는 압축기 본체(11)의 토출구~오일 세퍼레이터(20)(기상부 또는 액상부)~수냉 오일 쿨러(30)의 입구까지의 제 1 송기 라인(L10) 또는 리턴 오일 라인(L30)으로 할 수 있다. 단, 안정된 계측 및 적절한 제어를 고려하면 윤활유 온도 센서(21)는 오일 세퍼레이터(20)의 액상부나 오일 세퍼레이터(20)의 액상부~수냉 오일 쿨러(30)의 입구까지의 리턴 오일 라인(L30)에 배치하는 것이 바람직하다.A lubricating
리턴 오일 라인(L30)에는 상류측으로부터 순서대로 온도 조정 밸브(53), 열 회수용의 수냉 오일 쿨러(30), 및 방열용의 공랭 오일 쿨러(40)가 설치되어 있다.The return oil line L30 is provided with a
온도 조정 밸브(53)를 구성하는 3방 밸브의 분기 포트에는 수냉 오일 쿨러(30) 및 공랭 오일 쿨러(40)에 대하여 윤활유(O1)를 바이패스시키는 제 2 바이패스 라인(L32)이 접속되어 있다. 온도 조정 밸브(53)는 오일 세퍼레이터(20)에서 기액 분리 후의 윤활유(O1)의 윤활유 온도에 따라 수냉 오일 쿨러(30)로의 급유와 제 2 바이패스 라인(L32)으로의 급유의 유량비를 조정한다.A second bypass line (L32) for bypassing the lubricating oil (O1) with respect to the water-cooled oil cooler (30) and the air-cooled oil cooler (40) is connected to the branch port of the three-way valve constituting the temperature control valve (53). have. The
온도 조정 밸브(53)에 적용가능한 온도 검지·구동 방식으로서는 감온통식, 왁스식, 바이메탈식 등을 예시할 수 있다. 또한, 온도 조정 밸브(53)에 적용가능한 밸브 구조로서는 2방 또는 3방 슬라이드 밸브, 3방 볼 밸브, 3방 플러그 밸브 등을 예시할 수 있다. 또한, 3방 밸브의 경우는 도 1에 나타내어지는 바와 같이 제 2 바이패스 라인의 분기부에 배치된다. 2방 밸브의 경우는 제 2 바이패스 라인의 중도부에 배치된다. 또는, 2개의 2방 밸브를 사용하여 제 2 바이패스 라인(L32)의 중도부와, 리턴 오일 라인(L30)에 있어서의 제 2 바이패스 라인의 분기부의 하류측에 배치해도 좋다.As the temperature detection/drive method applicable to the
수냉 오일 쿨러(30)는 리턴 오일 라인(L30)을 유통하는 윤활유(O1)가 가지는 압축열을 회수하기 위한 열 교환기이다. 수냉 오일 쿨러(30)에는 냉각수(W1)를 유통시키는 냉각수 라인(L50)이 접속되어 있다. 냉각수 라인(L50)은 수냉 오일 쿨러(30)에서 가온되기 전의 냉각수(W1)가 유통하는 1차 측라인(L51)과, 수냉 오일 쿨러(30)에서 가온된 후의 냉각수(온수(W2))가 유통하는 2차 측라인(L52)을 구비한다.The water
여기서, 수냉 오일 쿨러(30)는 냉각수(W1)와 고온의 윤활유(O1) 사이에서 열 교환을 행하여 냉각수(W1)로부터 온수(W2)를 제조하는 열 교환기로서 구비되어 있다. 수냉 오일 쿨러(30)로서는 예를 들면, 플레이트식 열 교환기를 채용할 수 있다. 바람직하게는 티탄제의 전열 플레이트를 적층한 플레이트식 열 교환기를 채용한다. 이러한 열 교환기이면 수냉 오일 쿨러(30)에 공급하는 냉각수(W1)에 잔류 염소 등의 산화제나 염화물 이온 등의 부식성 이온이 포함되어 있는 경우이어도 수냉 오일 쿨러(30)의 전열면이나 접합면에 생기는 고온 부식을 억제할 수 있다.Here, the water-cooled
냉각수 라인(L50)의 1차 측라인(L51)에는 상류측으로부터 순서대로 급수 펌프(71), 수처리 장치(72), 및 유량 센서(73)가 설치되어 있다. 또한, 냉각수 라인(L50)의 2차 측라인(L52)에는 상류측으로부터 순서대로 유량 조정 밸브(74) 및 출탕 온도 센서(75)가 설치되어 있다.A
급수 펌프(71) 및 유량 조정 밸브(74)는 제어부(200)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(200)로부터의 지령 신호에 의해 구동된다. 수처리 장치(72)는 불순물의 제거 등의 처리를 행한다. 수처리 장치(72)는, 예를 들면 경수 연화 장치나 급수 스트레이너 등을 포함한다. 유량 센서(73)는 냉각수(W1)의 통수 유량을 검출한다. 유량 센서(73)가 검출한 통수 유량은 제어부(200)로 송신된다. 출탕 온도 센서(75)는 수냉 오일 쿨러(30)를 통과 후의 냉각수, 즉 수냉 오일 쿨러(30)에 의해 가온된 온수(W2)의 출탕 온도(Tw)를 검출한다. 출탕 온도 센서(75)가 검출한 출탕 온도(Tw)는 제어부(200)로 송신된다.The
본 실시형태의 급수 펌프(71) 및 유량 조정 밸브(74)는 수냉 오일 쿨러(30)에 대한 통수 실행 상태와 통수 정지 상태를 스위칭하는 통수 스위칭 수단으로서 기능한다. 또한, 이 통수 스위칭 수단은 수냉 오일 쿨러(30)에 대한 통수 유량을 조정하는 통수 유량 조정 기능도 갖는다.The
예를 들면, 유량 조정가능한 통수 스위칭 수단은 구동 주파수가 고정의 급수 펌프(71)와 유량 조정 밸브(74)의 병용에 의해 실현해도 좋다. 예를 들면, 이 경우는 유량 조정 밸브(74)로서 비례 제어 밸브(전동식 또는 전자식)를 사용하여 밸브 개방도를 조절함으로써 냉각수(W1)의 통수 유량을 조정한다.For example, the water flow switching means capable of adjusting the flow rate may be realized by using the
또한, 유량 조정가능한 통수 스위칭 수단을 구동 주파수가 가변의 급수 펌프(인버터 구동 펌프)(71)에 의해 실현해도 좋다. 이 경우는 급수 펌프(71)는 인버터(도시하지 않음)를 통해 제어부(200)에 전기적으로 접속되어 있다. 인버터는 급수 펌프(71)에 주파수가 변환된 구동 전력을 공급하는 전기 회로이며, 주파수 지정 신호에 대응하는 구동 주파수의 구동 전력을 급수 펌프(71)에 출력한다. 또한, 급수 펌프(71)에 의해 통수 유량을 조정하는 양태의 경우는 유량 조정 밸브(74)의 설치를 생략할 수도 있다. 또는, 유량 조정 밸브(74)에 대체하여 밸브의 개폐만을 행하는 개폐 밸브를 설치하고, 이것에 의해 급수 펌프(71)를 정지시킬 때의 지수(止水)를 행해도 좋다.In addition, the water flow switching means capable of adjusting the flow rate may be realized by a water supply pump (inverter drive pump) 71 having a variable drive frequency. In this case, the
수냉 오일 쿨러(30)에서 가온된 후의 온수(W2)는 냉각수 라인(L50)의 2차 측라인(L52)을 통해 온수 수요 장소에 공급된다. The hot water W2 after being heated by the water-cooled
이렇게 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 압축기(10)에서 생기는 압축열을 수냉 오일 쿨러(30)에서 회수함으로써 냉각수(W1)로부터 온수(W2)를 제조하고, 이 온수(W2)를 온수 수요 장소에 공급할 수 있다.Thus, in the air compression system 1 of this embodiment, the hot water W2 is manufactured from the cooling water W1 by recovering the compression heat generated by the
리턴 오일 라인(L30)에 있어서의 수냉 오일 쿨러(30)의 하류측에는 방열용의 공랭 오일 쿨러(40)가 설치되어 있다. 공랭 오일 쿨러(40)는 열 교환기(41)(플레이트 핀이나 핀 튜브 등의 집합체로 이루어지는 열 교환 코어)와, 냉각 팬(42)과, 냉각 팬(42)을 회전시키기 위한 팬 모터(43)를 구비한다. 냉각 팬(42)을 회전시킴으로써 냉각 팬(42)에 의해 송풍된 공기와, 열 교환기(41)의 내부를 유통하는 윤활유(O1) 사이에서 열 교환을 행하여 압축기 본체(11)의 냉각에 적합한 온도의 윤활유(O1)가 생성된다.On the downstream side of the water-cooled oil cooler 30 in the return oil line L30, an air-cooled
또한, 냉각 팬(42)에 의해 공기 압축 시스템(1)의 다른 부분을 동시에 냉각(예를 들면, 제어 박스)하거나, 환기(예를 들면, 하우징 내부)하거나 하는 양태를 채용할 수도 있다. 이 경우, 압축기 본체(11)의 가동 중은 냉각 팬(42)이 최저 회전수 이상으로 제어되는 것이 보통이다.In addition, an aspect in which other parts of the air compression system 1 are simultaneously cooled (eg, control box) or ventilated (eg, inside a housing) by the cooling
수냉 오일 쿨러(30) 및 공랭 오일 쿨러(40)를 유통한 윤활유(O1)는 리턴 오일 라인(L30)을 통해 다시 압축기 본체(11)의 내부로 되돌려진다.The lubricating oil O1 circulated through the water-cooled
리턴 오일 라인(L30)에 있어서의 열 회수용의 수냉 오일 쿨러(30)와 방열용의 공랭 오일 쿨러(40) 사이에는 바이패스 분기부(60)가 형성되어 있고, 이 바이패스 분기부(60)에는 공랭 오일 쿨러(40)에 대하여 윤활유(O1)를 바이패스시키는 제 1 바이패스 라인(L31)이 접속되어 있다. 그리고, 제 1 바이패스 라인(L31)에는 제 1 바이패스 라인(L31)을 개폐하는 바이패스 밸브(51)가 설치되어 있다.A
바이패스 분기부(60)는 리턴 오일 라인(L30) 및 제 1 바이패스 라인(L31)의 일부로서 구성되어 있고, 스트레이트 관(61)과, T자 관(62)과, 연통관(63)을 구비한다. 스트레이트 관(61)은 상류측 시단부에 수냉 오일 쿨러(30)의 출구관(30A)이 접속되고, 하류측 종단부에 바이패스 밸브(51)의 입구 포트(51A)가 접속되어 있다. T자 관(62)은 스트레이트 관(61)의 중도부에 장착된 분기용의 관이다. 연통관(63)은 공랭 오일 쿨러(40)의 입구관(40A)과, T자 관(62)의 분기 포트(62A)를 연통한다. 또한, 수냉 오일 쿨러(30)의 출구관(30A)과 스트레이트 관(61)의 상류측 시단부는 다른 배관을 통해 접속되어 있어도 좋다.The
바이패스 밸브(51)의 개방 시에 있어서, 수냉 오일 쿨러(30)를 통과한 윤활유(O1) 중 제 1 바이패스 라인(L31)을 흐르는 제 1 분류는 스트레이트 관(61)을 통해 바이패스 밸브(51)로 급유되기 때문에 바이패스 밸브(51)를 통과하는 과정에서 비교적 작은 마찰 손실을 밸브실 내에서 받는 것만으로 끝난다. 한편, 리턴 오일 라인(L30)을 흐르는 제 2 분류는 T자 관(62)을 통해 공랭 오일 쿨러(40)로 급유되기 때문에 T자 관(62)에서 분기 손실을 받는데다가 공랭 오일 쿨러(40)를 통과하는 과정에서 비교적 큰 마찰 손실을 공랭 오일 쿨러(40) 내에서 받게 된다. 그 때문에 윤활유(O1)의 유량비는 「제 1 분류>제 2 분류」가 되고, 대부분의 윤활유(O1)가 제 1 바이패스 라인(L31)측을 흐르게 된다. 이것에 의해 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 것을 방지하는데 있어서 공랭 오일 쿨러(40)측에 차단 밸브를 설치하는 일 없이 관로 저항의 조정만으로 저렴하게 목적을 달성할 수 있다.When the
다음에 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 제어부(200)에 대하여 설명한다. 도 2는 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 제어부(200)의 블록도이다. 제어부(200)(제어 수단)는 통수 스위칭 제어부(210)와, 바이패스 밸브 제어부(220)와, 통수 유량 제어부(230)와, 목표 출탕 온도 설정부(240)(목표 출탕 온도 설정 수단)와, 출탕 온도 취득부(250)와, 목표 오일 온도 설정부(260)(목표 오일 온도 설정 수단)와, 윤활유 온도 취득부(270)와, 기억부(290)를 구비한다.Next, the
[통수 스위칭 제어][Water flow switching control]
통수 스위칭 제어부(210)는 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 제어 및 통수 정지 상태로 스위칭 제어를 행한다. 통수 상태의 스위칭은 유량 조정 밸브(74)의 전개·전폐 상태의 스위칭에 의해 행해도 좋고, 급수 펌프(71)의 운전·정지 상태의 스위칭에 의해 행해도 좋다. The water passing switching
또한, 통수 실행 상태와 통수 정지 상태의 스위칭 판정은 2차 측라인(L52)에 접속된 저탕 탱크(도시 생략)의 수위 정보에 의거하여 행할 수 있다. 예를 들면, 저탕 탱크 내의 수위가 소정의 감수 수위(급탕 개시 수위)까지 하강했을 경우에는 통수 정지 상태로부터 통수 실행 상태로의 스위칭 타이밍으로 판정한다. 반대로 저탕 탱크 내의 수위가 소정의 만수 수위(급탕 정지 수위)까지 상승했을 경우에는 통수 실행 상태로부터 통수 정지 상태로의 스위칭 타이밍으로 판정한다.In addition, the determination of switching between the water passing execution state and the water passing stop state can be performed based on the water level information of the hot water storage tank (not shown) connected to the secondary side line L52. For example, when the water level in the hot water storage tank falls to a predetermined water reduction water level (hot water supply start water level), it is determined as the switching timing from the water passing stop state to the water passing execution state. Conversely, when the water level in the hot water storage tank rises to a predetermined full water level (hot water supply stop water level), it is determined as the switching timing from the water passing execution state to the water passing stop state.
[바이패스 밸브 제어의 기본][Basics of Bypass Valve Control]
바이패스 밸브 제어부(220)는 바이패스 밸브(51)의 개폐 제어를 행한다. 구체적으로는 바이패스 밸브 제어부(220)는 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에 바이패스 밸브(51)를 개방하고, 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에 바이패스 밸브(51)를 폐쇄한다.The bypass
이렇게 수냉 오일 쿨러(30)에 냉각수(W1)를 흘려서 열 회수를 행하는 경우에는 바이패스 밸브(51)를 개방하도록 구성하고 있으므로 대부분(예를 들면, 90% 이상)의 윤활유(O1)가 제 1 바이패스 라인(L31)을 흘러 공랭 오일 쿨러(40)로의 급유량은 약간(예를 들면, 10% 미만)이 된다. 합류 후의 윤활유(O1)는 공랭 오일 쿨러(40)에서의 냉각의 영향이 최소한으로 억제되어 있기 때문에 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 일 없이 적정 온도 범위로 유지된다. 이것에 의해 수냉 오일 쿨러로의 급유량을 감소시키는 일 없이 소요의 열 회수량을 확보할 수 있다.When heat recovery is performed by flowing cooling water W1 into the water-cooled oil cooler 30 in this way, since the
또한, 바이패스 밸브(51)의 개방 시, 수냉 오일 쿨러(30)에 공급되는 냉각수(W1)가 저온인, 또는 통수 유량이 많은 등의 이유로 오일 세퍼레이터(20)로부터 송출되는 윤활유(O1)가 지나치게 차가워졌을 경우에는 온도 조정 밸브(53)에 의해 수냉 오일 쿨러(30)에 대하여 윤활유(O1)의 일부가 바이패스된다. 이것에 의해 수냉 오일 쿨러(30)에서 적극적으로 열 회수를 행하면서 압축기 본체(11)에 반송되는 윤활유(O1)를 적정 온도 범위로 유지할 수 있다.In addition, when the
또한, 바이패스 밸브(51)의 개폐는 통수 실행 상태 및 통수 정지 상태의 스위칭에 따르는 즉시 동작이어도 좋고, 점차 동작이어도 좋다.In addition, the opening and closing of the
즉시 동작의 경우, 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태로 스위칭됨과 동시에, 또는 수초 정도의 지연 시간 후에 바이패스 밸브(51)가 개방된다. 또한, 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태로 스위칭됨과 동시에, 또는 수초 정도의 지연 시간 후에 바이패스 밸브(51)가 폐쇄된다.In the case of immediate operation, the
점차 동작의 경우, 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태로 스위칭되고 또한 소정의 조건(예를 들면, 냉각수의 온도 조건 등)을 만족하면 바이패스 밸브(51)가 개방된다. 또한, 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태로 스위칭되고 또한 소정의 조건(예를 들면, 냉각수의 유량 조건 등)을 만족하면 바이패스 밸브(51)가 폐쇄된다.In the case of gradual operation, the
[통수 유량 제어의 개요][Outline of water flow control]
통수 유량 제어부(230)는 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 목표 출탕 온도(Twt)와 출탕 온도(Tw)의 관계, 또는 목표 오일 온도(Tot)와 윤활유 온도(To)의 관계에 의거하여 통수 유량을 조정하기 위한 제어를 행한다. 통수 유량 조정은 급수 펌프(71)의 주파수 제어, 또는 유량 조정 밸브(74)의 밸브 개방도제어에 의해 행할 수 있다.While the water
목표 출탕 온도 설정부(240)는 온수(W2)의 목표 출탕 온도(Twt)를 설정한다. 목표 출탕 온도(Twt)는 단일의 설정값을 사용해도 좋고, 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)(상한 출탕 온도)와, 이 값보다 낮은 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)(하한 출탕 온도)의 2개의 설정값을 사용해도 좋다. 이 경우, 목표 출탕 온도 설정부(240)는 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)와 제 2 목표 출탕 온도(Twt2) 중 어느 하나를 선택가능하게 구성된다.The target tapping
출탕 온도 취득부(250)는 출탕 온도 센서(75)가 검출한 출탕 온도(Tw)를 취득한다.The tapping
목표 오일 온도 설정부(260)는 윤활유(O1)의 목표 오일 온도(Tot)(열 회수 전의 고온 윤활유에 대한 목표 온도)를 설정한다. 목표 오일 온도(Tot)는 단일의 설정값을 사용해도 좋고, 제 1 목표 오일 온도(Tot1)(상한 오일 온도)과, 이 값보다 낮은 제 2 목표 오일 온도(Tot2)(하한 오일 온도)의 2개의 설정값을 사용해도 좋다. 이 경우, 목표 오일 온도 설정부(260)는 제 1 목표 오일 온도(Tot1)와 제 2 목표 오일 온도(Tot2) 중 어느 하나를 선택가능하게 구성된다.The target oil
윤활유 온도 취득부(270)는 윤활유 온도 센서(21)가 검출한 윤활유 온도(To)를 취득한다.The lubricating oil
[통수 유량 제어의 상세: 출탕 온도 일정 제어][Details of water flow control: constant control of hot water temperature]
통수 유량 제어부(230)는 상술과 같이 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 목표 출탕 온도(Twt)와 출탕 온도(Tw)의 관계에 의거하여 통수 유량을 조정하기 위한 제어를 행한다. 구체적으로는 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 출탕 온도 센서(75)의 검지한 출탕 온도(Tw)가 목표 출탕 온도(Twt)가 되도록 유량 조정 밸브(74)의 밸브 개방도의 조정 또는 급수 펌프(71)의 구동 주파수의 조정을 행한다.As described above, while the water passing switching means is switched to the water passing execution state, the water passing flow
출탕 온도 일정 제어에서는 예를 들면, 출탕 온도 센서(75)의 검출한 출탕 온도(Tw)를 피드백값으로 하여 출탕 온도(Tw)를 목표 출탕 온도(Twt)에 수속(收束)시키도록 유량 조정 밸브(74)의 밸브 개방도 또는 급수 펌프(71)의 구동 주파수를 조정하는 피드백 제어를 채용하는 것이 바람직하다. 피드백 제어는 비례 제어(P 제어) 외, 이것에 적분 제어(I 제어) 및/또는 미분 제어(D 제어)를 조합한 조작량의 연산 알고리즘을 채용할 수 있다.In the constant tapping temperature control, for example, the flow rate is adjusted so that the tapping temperature Tw detected by the tapping
여기서, 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)와 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)의 2개의 설정값을 구분하여 사용하는 경우에 대하여 구체적으로 설명한다.Here, a case where two set values of the first target tapping temperature Twt1 and the second target tapping temperature Twt2 are used separately will be described in detail.
제 1 목표 출탕 온도(Twt1)(상한 출탕 온도, 예를 들면 65℃)는 수냉 오일 쿨러(30) 내부에서의 온수(W2)의 비등이나 국소적인 재료 과열을 방지하기 위한 설정값이다. 출탕 온도 센서(75)의 검지한 출탕 온도(Tw)를 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)에 수속시키도록 통수 유량을 조정함으로써 수냉 오일 쿨러(30)의 전열면이나 부재 접합부에 생기는 열 응력이 완화되어 재료 열화에 의한 파손을 초래하는 일 없이 안정된 열 회수를 실현할 수 있다.The first target tapping temperature Twt1 (upper-limit tapping temperature, for example, 65° C.) is a set value for preventing boiling of the hot water W2 inside the water-cooled
제 2 목표 출탕 온도(Twt2)(하한 출탕 온도, 예를 들면 55℃)는 온수 사용 기기에 소요·소망의 성능을 발휘시키기 위한 설정값이다. 출탕 온도 센서(75)의 검지한 출탕 온도(Tw)를 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)에 수속시키도록 통수 유량을 조정함으로써 온수(W2)를 보일러 급수에 이용하는 경우에 증기 보일러의 연료 사용량을 효과적으로 삭감하여 에너지 절약에 공헌할 수 있다.The second target hot water temperature Twt2 (lower limit hot water temperature, for example, 55° C.) is a set value for making the hot water using device exhibit desired/desired performance. By adjusting the water flow rate so that the tapping temperature Tw detected by the tapping
제 1 목표 출탕 온도(Twt1)와 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)는 목표 출탕 온도 설정부(240)에 대하여 조작 패널 등을 통해 수동에 의해 선택하도록 구성할 수 있다. 예를 들면, 급탕 유량보다 급탕 온도를 중시하는 온수 수요 장소에 대해서는 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)를 선택하고, 급탕 온도보다 급탕 유량을 중시하는 온수 수요 장소에 대해서는 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)를 선택한다.The first target tapping temperature Twt1 and the second target tapping temperature Twt2 may be configured to be manually selected by the target tapping
또한, 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)와 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)는 목표 출탕 온도 설정부(240)의 기능으로서 자동에 의해 선택하도록 구성할 수도 있다. 또한, 선택할 때, 출탕 온도 일정 제어와 토출 온도 일정 제어(후술)를 스위칭하여 유량 조정을 행하도록 해도 좋다. 예를 들면, 목표 출탕 온도 설정부(240)는 토출 온도 일정 제어를 실행하고 있을 때에 냉각수의 물리량(온도 등)의 변화에 의거하여 제 1 목표 출탕 온도(Twt1) 또는 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)를 선택한다. 그리고, 통수 유량 제어부(230)에 대하여 토출 온도 일정 제어로부터 출탕 온도 일정 제어로의 스위칭을 지령함으로써 상한 출탕 온도 또는 하한 출탕 온도의 범위 밖으로 출탕 온도(Tw)가 일탈하는 것을 억제한다.In addition, the first target tapping temperature Twt1 and the second target tapping temperature Twt2 may be configured to be automatically selected as a function of the target tapping
또한, 통수 유량 제어부(230)는 상술한 출탕 온도 일정 제어에 대체하여 다음에 설명하는 토출 온도 일정 제어를 실행하도록 구성할 수 있다. In addition, the water
또한, 통수 유량 제어부(230)에 있어서 출탕 온도 일정 제어와 토출 온도 일정 제어는 상시 어느 한쪽의 제어가 실행되어도 좋고, 소정의 조건에 따라 2개의 제어를 스위칭되면서 실행되어도 좋다.In addition, in the water
[통수 유량 제어의 상세: 토출 온도 일정 제어][Details of water flow control: constant discharge temperature control]
통수 유량 제어부(230)는 상술과 같이 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 목표 오일 온도(Tot)와 윤활유 온도(To)의 관계에 의거하여 통수 유량을 조정하기 위한 제어를 행한다. 구체적으로는 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 윤활유 온도 센서(21)의 검지한 윤활유 온도(To)가 목표 윤활유 온도(Tot)가 되도록 유량 조정 밸브(74)의 밸브 개방도의 조정 또는 급수 펌프(71)의 구동 주파수의 조정을 행한다.The water
토출 온도 일정 제어에서는 예를 들면, 윤활유 온도 센서(21)의 검출한 윤활유 온도(To)를 피드백값으로 하여 윤활유 온도(To)를 목표 오일 온도(Tot)에 수속시키도록 유량 조정 밸브(74)의 밸브 개방도 또는 급수 펌프(71)의 구동 주파수를 조정하는 피드백 제어를 채용하는 것이 바람직하다. 피드백 제어는 비례 제어(P 제어) 외, 이것에 적분 제어(I 제어) 및/또는 미분 제어(D 제어)을 조합한 조작량의 연산 알고리즘을 채용할 수 있다.In the discharge temperature constant control, for example, using the lubricant temperature To detected by the
여기서, 제 1 목표 오일 온도(Tot1)와 제 2 목표 오일 온도(Tot2)의 2개의 설정값을 구분하여 사용하는 경우에 대하여 구체적으로 설명한다.Here, a case where two set values of the first target oil temperature Tot1 and the second target oil temperature Tot2 are used separately will be described in detail.
제 1 목표 오일 온도(Tot1)(상한 오일 온도, 예를 들면 80℃)는 윤활유 및 윤활유에 포함되는 첨가제의 고온 열화(열 분해나 산화 등)를 억제하기 위한 설정값이다. 윤활유 온도 센서(21)의 검지한 윤활유 온도(To)를 제 1 목표 오일 온도(Tot1)에 수속시키도록 통수 유량을 조정함으로써 윤활유 메이커의 추장 교환 시간이 도래할 때까지 윤활유를 변질되게 하지 않고 사용할 수 있다. 그 결과, 압축기 본체(11)의 냉각·윤활 불량에 기인하는 고장을 회피할 수 있다.The first target oil temperature Tot1 (upper limit oil temperature, for example, 80° C.) is a set value for suppressing high-temperature deterioration (thermal decomposition, oxidation, etc.) of the lubricating oil and additives contained in the lubricating oil. By adjusting the water flow rate to converge the lubricating oil temperature To detected by the lubricating
제 2 목표 오일 온도(Tot2)(하한 오일 온도, 예를 들면 75℃)는 윤활유에 응축수(흡입된 습한 공기가 노점 온도 이하로 냉각되어서 생기는 수분)가 혼입하는 것을 억제하기 위한 설정값이다. 윤활유 온도 센서(21)의 검지한 윤활유 온도(To)를 제 2 목표 오일 온도(Tot2)에 수속시키도록 통수 유량을 조정함으로써 윤활유가 성상 변화를 일으키는 일이 없다. 그 결과, 압축기 본체(11)의 냉각·윤활 불량에 기인하는 고장을 회피할 수 있다. 또한, 응축수에 각종 산화성 가스(공기 중의 산소 가스·탄산 가스, 공장 내의 배기 가스로부터 공기 중으로 유입되는 NOx·SOx 등)가 용해되는 일도 없으므로 압축 기구(스크류 로터나 베어링 등)의 예기치 못한 부식을 회피할 수도 있다.The second target oil temperature Tot2 (lower limit oil temperature, for example, 75° C.) is a set value for suppressing the mixing of condensed water (moisture generated by cooling the sucked wet air to below the dew point temperature) into the lubricating oil. By adjusting the flow rate of the lubricating oil so as to converge the lubricating oil temperature To detected by the lubricating
제 1 목표 오일 온도(Tot1)와 제 2 목표 오일 온도(Tot2)는 목표 오일 온도 설정부(260)에 대하여 조작 패널 등을 통해 수동에 의해 선택하도록 구성할 수 있다. 예를 들면, 냉각수의 급수 온도가 비교적 높은 여름철에는 열 회수 후의 윤활유가 고온이 되기 쉬우므로 제 1 목표 오일 온도(Tot1)를 선택하고, 냉각수의 급수 온도가 비교적 낮은 겨울철에는 열 회수 후의 윤활유가 저온이 되기 쉬우므로 제 2 목표 오일 온도(Tot2)를 선택한다.The first target oil temperature Tot1 and the second target oil temperature Tot2 may be configured to be manually selected by the target oil
또한, 제 1 목표 오일 온도(Tot1)와 제 2 목표 오일 온도(Tot2)는 목표 오일 온도 설정부(260)의 기능으로서 자동에 의해 선택하도록 구성할 수도 있다. 또한, 선택할 때, 토출 온도 일정 제어와 출탕 온도 일정 제어(상술)를 스위칭하여 유량 조정을 행하도록 해도 좋다. 예를 들면, 목표 오일 온도 설정부(260)는 출탕 온도 일정 제어를 실행하고 있을 때에 윤활유의 물리량(온도 등)의 변화에 의거하여 제 1 목표 오일 온도(Tot1) 또는 제 2 목표 오일 온도(Tot2)를 선택한다. 그리고, 통수 유량 제어부(230)에 대하여 출탕 온도 일정 제어로부터 토출 온도 일정 제어로의 스위칭을 지령함으로써 상한 오일 온도 또는 하한 오일 온도의 범위 밖으로 윤활유 온도(To)가 일탈하는 것을 억제한다.In addition, the first target oil temperature Tot1 and the second target oil temperature Tot2 may be configured to be automatically selected as a function of the target oil
[통수 유량 제어의 상세: 통수 유량의 제한][Details of water flow control: Limitation of water flow rate]
통수 유량 제어부(230)는 출탕 온도 일정 제어 또는 토출 온도 제어의 실행중, 상한 통수 유량(Qw1)과 하한 통수 유량(Qw2)의 범위 내에서 통수 스위칭 수단에 의해 통수 유량을 조정한다.The water
상한 통수 유량(Qw1)은 급수 펌프(71)(통수 스위칭 수단)의 단위시간당 최대 급수 가능량 또는 온수 수요 장소에 있어서의 온수 사용 기기의 단위시간당 최대사용량에 의거하는 설정값이다. 상한 통수 유량(Qw1)을 설정해 둠으로써 온수 수요량에 대하여 밸런스를 결여시키는 과대한 유량으로 급탕이 실행되는 일이 없다. 그 때문에 급수 기기(인버터 구동 펌프, 대수 제어 펌프 등)의 과부하에 의한 성능 저하나 고장을 방지할 수 있다. 또한, 상한 통수 유량(Qw1)은 온수 사용 기기의 온수 수요량이 증가한 상태를 고려하여 설정되므로 급탕량 부족에 의한 온수 사용 기기의 불측의 정지가 회피된다.The upper limit water flow rate Qw1 is a set value based on the maximum water supply amount per unit time of the water supply pump 71 (water flow switching means) or the maximum use amount per unit time of the hot water use device in the hot water demand place. By setting the upper limit water flow rate Qw1, hot water supply is not performed at an excessive flow rate that lacks a balance with respect to the hot water demand amount. Therefore, it is possible to prevent performance degradation or failure due to overload of water supply equipment (inverter drive pumps, water control pumps, etc.). In addition, since the upper limit water flow rate Qw1 is set in consideration of a state in which the hot water demand amount of the hot water-using device is increased, an unexpected stop of the hot water-using device due to the insufficient amount of hot water is avoided.
하한 통수 유량(Qw2)은 냉각수 라인(L50)에 설치된 냉각수 개질용의 수처리 장치(72)(상기한 경수 연화 장치나 급수 스트레이너 등)의 처리 성능을 보증하는 단위시간당 최소 통수량에 의거하는 설정값이다. 하한 통수 유량(Qw2)을 설정해 둠으로써 수처리 장치(72)의 불순물의 제거·분리 능력, 즉 처리 후의 수질이 보증된다. 그 때문에 온수 사용 기기뿐만 아니라 시설 내의 급탕 배관의 수명을 연장시킬 수 있다.The lower limit water flow rate Qw2 is a set value based on the minimum water flow rate per unit time that guarantees the treatment performance of the
또한, 상한 통수 유량(Qw1)과 하한 통수 유량(Qw2)의 범위 내에서 통수 유량을 조정함에 있어서 유량 센서(73)의 검출값을 사용해도 좋다. 이 경우, 유량 센서(73)로 감시하면서 상한 통수 유량(Qw1)과 하한 통수 유량(Qw2)의 범위 내에서 비례 제어 밸브로 이루어지는 유량 조정 밸브(74)의 개방도를 제어한다. 또는, 유량 센서(73)로 감시하면서 상한 통수 유량(Qw1)과 하한 통수 유량(Qw2)의 범위 내에서 급수 펌프(71)의 구동 주파수를 제어한다.In addition, you may use the detection value of the
한편, 유량 센서(73)를 사용하지 않는 경우는 상한 통수 유량(Qw1)에 대응하는 비례 제어 밸브로 이루어지는 유량 조정 밸브(74)의 상한 개방도, 및 하한 통수 유량(Qw2)에 대응하는 유량 조정 밸브(74)의 하한 개방도를 미리 설정해 두고 상한 개방도와 하한 개방도의 범위 내에서 유량 조정 밸브(74)의 개방도를 제어해도 좋다.On the other hand, when the
또한, 상한 통수 유량(Qw1)에 대응하는 급수 펌프(71)의 상한 구동 주파수, 및 하한 통수 유량(Qw2)에 대응하는 급수 펌프(71)의 하한 구동 주파수를 미리 설정해 두고 상한 구동 주파수와 하한 구동 주파수의 범위 내에서 급수 펌프(71)의 구동 주파수를 제어해도 좋다. In addition, the upper limit driving frequency of the
또한, 하한 통수 유량(Qw2)에 도달해도 윤활유 온도(To)가 하한 오일 온도(Tot2)를 하회한 채 온도 조정 밸브(53)의 설정 온도(예를 들면, 70℃)까지 하강했을 경우는 온도 조정 밸브(53)가 오일 리턴 동작을 개시해서 수냉 오일 쿨러(30)로의 급유량을 감소시킨다.In addition, even if the lower limit water flow rate Qw2 is reached, the lubricating oil temperature To remains below the lower limit oil temperature Tot2 and falls to the set temperature (for example, 70°C) of the
이상과 같이 본 실시형태의 통수 유량 제어부(230)는 목표 출탕 온도(Twt)와 출탕 온도(Tw)의 관계에 의거하여 통수 유량을 조정하기 위한 제어를 행하는 기능과, 목표 오일 온도(Tot)와 윤활유 온도(To)의 관계에 의거하여 통수 유량을 조정하기 위한 제어를 행하는 기능을 갖고 있다. 이들의 출탕 온도 일정 제어 기능 및 토출 온도 일정 제어 기능은 유저의 지시에 의거하여 어느 한쪽의 기능을 선택할 수 있다. 또는 시스템의 상태(냉각수 및/또는 윤활유의 물리량 등)에 따라 어느 한쪽의 기능이 자동적으로 선택되어도 좋다.As described above, the water passing flow
[바이패스 밸브 제어의 응용 1][Application of Bypass Valve Control 1]
바이패스 밸브 제어부(220)는 윤활유 온도 센서(21)가 검지한 윤활유 온도(To)가 제 1 목표 오일 온도(Tot1)(상한 오일 온도)를 상회한 상태로 소정 시간을 경과했을 경우에는 바이패스 밸브(51)를 강제적으로 폐쇄한다. 예를 들면, (a) 윤활유 온도(To)가 82℃ 이상이 되는 상태가 t1시간 계속되었을 경우, (b) 윤활유 온도(To)가 85℃ 이상이 되는 상태가 t2시간 계속되었을 경우, (c) 윤활유 온도(To)가 90℃ 이상이 되는 상태가 t3시간 계속되었을 경우 중, 어느 하나의 조건이 성립한 시점에서 바이패스 밸브(51)를 폐쇄한다. 본 예에서의 바이패스 밸브(51)로서는 전개/전폐의 2위치 밸브(전동식 또는 전자식)를 사용한다. The bypass
이것에 의해 냉각수(W1)의 통수 유량을 허용 범위 내에서 최대까지 증가시켜도 수냉 오일 쿨러(30) 주체에서는 윤활유(O1)를 충분히 냉각할 수 없는 경우, 바이패스 밸브(51)의 폐쇄에 의해 수냉 오일 쿨러(30)와 공랭 오일 쿨러(40)의 2단계 방안의 냉각이 이루어진다. 따라서, 윤활유(O1)를 상한 오일 온도(예를 들면, 80℃) 미만까지 확실하게 하강시킬 수 있다.As a result, even if the water flow rate of the cooling water W1 is increased to the maximum within the allowable range, when the lubricating oil O1 cannot be sufficiently cooled by the water cooling
[바이패스 밸브 제어의 응용 2][Application of Bypass Valve Control 2]
바이패스 밸브 제어부(220)는 윤활유 온도 센서(21)가 검지한 윤활유 온도(To)가 제 1 목표 오일 온도(Tot1)(상한 오일 온도)를 상회한 상태로 소정 시간을 경과했을 경우에는 바이패스 밸브(51)의 개방도를 조정한다. 예를 들면, 윤활유 온도(To)가 82℃ 이상이 되는 상태가 t4시간 계속되었을 경우, 바이패스 밸브(51)의 개방도를 75%로 조정하고, 윤활유 온도(To)가 85℃ 이상이 되는 상태가 t5시간 계속되었을 경우, 바이패스 밸브(51)의 개방도를 50%로 조정하고, 윤활유 온도(To)가 90℃ 이상이 되는 상태가 t6시간 계속되었을 경우, 바이패스 밸브(51)의 개방도를 25%로 조정한다. 본 예에서의 바이패스 밸브(51)로서는 비례 제어 밸브(전동식 또는 전자식)를 사용한다.The bypass
이것에 의해 냉각수(W1)의 통수 유량을 허용 범위 내에서 최대까지 증가시켜도 수냉 오일 쿨러(30) 주체에서는 윤활유(O1)를 충분히 냉각할 수 없는 경우, 바이패스 밸브(51)의 개방도 조정에 의해 수냉 오일 쿨러(30)와 공랭 오일 쿨러(40)의 2단계 방안의 냉각이 이루어진다. 특히, 윤활유 온도(To)가 고온일수록 바이패스 밸브(51)의 개방도를 단계적으로 작게 하는 설정에 의해 수냉 오일 쿨러(30)에서의 열 회수량을 저하시키는 일 없이 공랭 오일 쿨러(40)의 냉각 효과를 활용할 수 있다. 따라서, 윤활유(O1)를 상한 오일 온도(예를 들면, 80℃) 미만까지 확실하게 하강시킬 수 있다.Accordingly, even if the water flow rate of the cooling water W1 is increased to the maximum within the allowable range, when the lubricant oil O1 cannot be sufficiently cooled by the water cooling
또한, 상술의 응용 1, 2에 있어서, 윤활유 온도(To)>제 1 목표 오일 온도(Tot1)가 되는 상황이 발생해 버리는 요인으로서는 냉각수(W1)의 급수 온도가 높아 수냉에 의한 냉각 능력이 부족되어 있는 케이스 등이 생각된다.In addition, in the applications 1 and 2 described above, as a factor that causes a situation where the lubricating oil temperature To > the first target oil temperature Tot1, the water supply temperature of the cooling water W1 is high and the cooling capacity by water cooling is insufficient. Cases and the like are conceivable.
그래서, 바이패스 밸브(51)의 폐쇄 시점 또는 개방도 조정 시점의 냉각수(W1)의 급수 온도를 기준으로 하여 이 기준 온도로부터 소정 온도 차분(예를 들면, 5℃분)만큼 급수 온도가 저하했을 경우에 수냉 오일 쿨러(30)의 냉각 성능이 회복되었다고 판단하고 재차 바이패스 밸브(51)를 전개로 하는 제어를 행해도 좋다. 이 경우는 냉각수 라인(L50)의 1차 측라인(L51)에 급수 온도 센서(도시 생략)를 설치한다.Therefore, based on the water supply temperature of the cooling water W1 at the time when the
또한, 바이패스 밸브(51)의 폐쇄 시점 또는 개방도 조정 시점의 압축기(10)의 부하율을 기준으로 하여 기준 부하율로부터 소정 부하율 차분(예를 들면, 10%분)만큼 부하율이 저하했을 경우에 상대적으로 수냉 오일 쿨러(30)의 냉각 성능이 회복되었다고 판단하고 재차 바이패스 밸브(51)를 전개로 하는 제어를 행해도 좋다.In addition, when the load factor decreases by a predetermined load factor difference (for example, by 10%) from the reference load factor on the basis of the load factor of the
[제어 정보][control information]
기억부(290)는 제 1 목표 출탕 온도(Twt1), 제 2 목표 출탕 온도(Twt2), 제 1 목표 오일 온도(Tot1), 제 2 목표 오일 온도(Tot2), 상한 통수 유량(Qw1), 하한 통수 유량(Qw2) 등의 설정값 외, 제어에 필요한 다양한 운전 정보를 기억한다.The
다음에 본 실시형태의 제어부(200)에 의한 제어의 흐름의 일례에 대하여 설명한다. 도 3은 통수 스위칭 제어 및 바이패스 밸브 제어의 플로우 차트이다. 도 4a는 출탕 온도 일정 제어의 플로우 차트이며, 도 4b는 토출 온도 일정 제어의 플로우 차트이다.Next, an example of the flow of control by the
우선, 도 3의 통수 스위칭 제어 및 바이패스 밸브 제어에 대하여 상세히 기술한다. First, the water flow switching control and the bypass valve control of FIG. 3 will be described in detail.
스텝 S11에 있어서, 제어부(200)는 저탕 탱크의 수위 정보 등에 의거하는 급탕 요구의 유무를 판정한다.In step S11, the
급탕 요구 있음으로 판정되었을 경우(스텝 S11: YES), 통수 스위칭 제어부(210)는 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭한다. 즉, 스텝 S12에 있어서, 통수 스위칭 제어부(210)는 유량 조정 밸브(74)를 개방하고, 급수 펌프(71)를 구동한다.When it is determined that there is a hot water supply request (step S11: YES), the water passing switching
급탕 요구 없음으로 판정되었을 경우(스텝 S11: NO), 통수 스위칭 제어부(210)는 통수 스위칭 수단을 통수 정지 상태로 스위칭한다. 즉, 스텝 S13에 있어서, 통수 스위칭 제어부(210)는 급수 펌프(71)를 정지하고, 유량 조정 밸브(74)를 폐쇄한다.When it is determined that there is no hot water supply request (step S11: NO), the water flow switching
스텝 S14에 있어서, 제어부(200)는 바이패스 밸브(51)의 강제 폐쇄 플래그가 1인지의 여부를 판정한다.In step S14, the
강제 폐쇄 플래그가 1이라고 판정되었을 경우(스텝 S14: YES), 바이패스 밸브(51)를 강제 폐쇄하는 조건이 성립한 후이므로 바이패스 밸브 제어부(220)는 스텝 S17에 있어서 바이패스 밸브(51)를 폐쇄한다.When the forced closing flag is determined to be 1 (step S14: YES), since the condition for forcibly closing the
강제 폐쇄 플래그가 1이 아닌, 즉 0이라고 판정되었을 경우(스텝 S14: NO), 바이패스 밸브(51)를 강제 폐쇄하는 조건은 성립하고 있지 않으므로(또는 일단 강제 폐쇄한 후에 해제 조건이 성립했으므로) 스텝 S15의 처리로 이행한다.When it is determined that the forced closing flag is not 1, that is, 0 (step S14: NO), since the condition for forcibly closing the
스텝 S15에 있어서, 제어부(200)는 통수 실행 상태인지의 여부를 판정한다. 스텝 S12에 있어서 유량 조정 밸브(74)가 개방되고, 급수 펌프(71)가 구동되어 있는 경우, 통수 실행 상태의 판정으로 된다. 한편, 스텝 S13에 있어서 급수 펌프(71)가 정지되고, 유량 조정 밸브(74)고 폐쇄되어 있는 경우, 통수 정지 상태의 판정으로 된다.In step S15, the
통수 실행 상태로 판정되었을 경우(스텝 S15: YES), 바이패스 밸브 제어부(220)는 스텝 S16에 있어서 바이패스 밸브(51)를 개방한다. 즉, 공랭 오일 쿨러(40)에서의 방열을 억제하면서 수냉 오일 쿨러(30)에서의 열 회수가 촉진되도록 윤활유(O1)의 흐름을 조작한다.When it is determined that the water supply is in the water passing state (step S15: YES), the bypass
통수 정지 상태로 판정되었을 경우(스텝 S15: NO), 바이패스 밸브 제어부(220)는 스텝 S17에 있어서 바이패스 밸브(51)를 폐쇄한다. 즉, 수냉 오일 쿨러(30)에서 열 회수되지 않은 상태이므로 공랭 오일 쿨러(40)에서의 방열이 촉진되도록 윤활유(O1)의 흐름을 조작한다.When it is determined that the water flow is stopped (step S15: NO), the bypass
바이패스 밸브(51)의 개방 후, 윤활유 온도 취득부(270)는 스텝 S18에 있어서 윤활유 온도 센서(21)가 검지한 윤활유 온도(To)를 취득한다.After the
바이패스 밸브 제어부(220)는 스텝 S19에 있어서 바이패스 밸브(51)를 강제 폐쇄하는 조건(윤활유 온도(To)>제 1 목표 오일 온도(Tot1), 또한 소정 시간 경과)이 성립했는지의 여부를 판정한다.The bypass
강제 폐쇄의 조건이 성립했다고 판정되었을 경우(스텝 S19: YES), 바이패스 밸브 제어부(220)는 스텝 S20에 있어서 바이패스 밸브(51)의 강제 폐쇄 플래그에 1을 세팅한다.When it is determined that the condition for forced closing is satisfied (step S19: YES), the bypass
강제 폐쇄의 조건이 성립하고 있지 않다고 판정되었을 경우(스텝 S19: NO), 스텝 S11의 처리로 되돌아간다.When it is determined that the condition for forced closing is not satisfied (step S19: NO), the process returns to the process of step S11.
바이패스 밸브(51)의 폐쇄 후, 바이패스 밸브 제어부(220)는 스텝 S21에 있어서 바이패스 밸브(51)의 강제 폐쇄 해제의 조건(냉각수(W1)의 급수 온도의 저하나 압축기(10)의 부하율의 저하 등)이 성립했는지의 여부를 판정한다.After the
바이패스 밸브(51)의 강제 폐쇄 해제의 조건이 성립했다고 판정되었을 경우(스텝 S21: YES), 바이패스 밸브 제어부(220)는 스텝 S22에 있어서 바이패스 밸브(51)의 강제 폐쇄 플래그에 0을 세팅한다.When it is determined that the conditions for releasing the forced closing of the
바이패스 밸브(51)의 강제 폐쇄 해제의 조건이 성립하고 있지 않다고 판정되었을 경우(스텝 S21: NO), 스텝 S11의 처리로 되돌아간다.When it is determined that the conditions for the forced closing release of the
계속해서 도 4a의 출탕 온도 일정 제어에 대하여 상세히 기술한다.Subsequently, the constant control of the tapping temperature of FIG. 4A will be described in detail.
스텝 S31에 있어서, 제어부(200)는 통수 실행 상태인지의 여부를 판정한다. 구체적인 판정 조건은 스텝 S15에서 설명한 바와 같다.In step S31, the
통수 실행 상태로 판정되었을 경우(스텝 S31: YES), 출탕 온도 취득부(250)는 스텝 S32에 있어서 출탕 온도 센서(75)가 검지한 출탕 온도(Tw)를 취득한다.When it is determined in the water passing execution state (step S31: YES), the tapping
통수 정지 상태로 판정되었을 경우(스텝 S31: NO), 스텝 S31의 처리를 반복한다.When it is determined that the water flow is stopped (step S31: NO), the process of step S31 is repeated.
스텝 S33에 있어서, 통수 유량 제어부(230)는 출탕 온도(Tw)를 피드백값(FB값)으로 하여 현재 선택되어 있는 목표 출탕 온도(Twt)(제 1 목표 출탕 온도(Twt1) 또는 제 2 목표 출탕 온도(Twt2))와의 편차를 구하면서 소정의 알고리즘을 사용하여 유량 조정 밸브(74) 또는 급수 펌프(71)의 조작량을 연산한다.In step S33, the water
스텝 S34에 있어서, 통수 유량 제어부(230)는 조작량의 연산값에 의거하여 유량 조정 밸브(74)의 개방도 조정 또는 급수 펌프(71)의 출력 조정(구동 주파수 조정)을 실행한다. 스텝 S32로부터 스텝 S34까지의 처리가 반복됨으로써 냉각수(W1)의 통수 유량이 연속적으로 조정되어 출탕 온도(Tw)가 목표 출탕 온도(Twt)에 수속한다.In step S34, the water
출탕 온도 일정 제어의 실행 중, 목표 출탕 온도 설정부(240)는 목표 출탕 온도(Twt)의 변경 요구의 유무를 감시한다(스텝 S35). 목표 출탕 온도(Twt)의 변경 요구는 조작 패널을 통한 외부 입력, 또는 냉각수의 물리량의 변화에 의거하는 내부 처리에 의해 지시된다.During execution of the constant tapping temperature control, the target tapping
변경 요구 있음으로 판정되었을 경우(스텝 S35: YES), 목표 출탕 온도 설정부(240)는 스텝 S36에 있어서 외부 입력이나 내부 처리의 지시에 따라 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)와 제 2 목표 출탕 온도(Twt2) 중 어느 하나를 선택하고, 이것을 설정값으로서 유지한다.When it is determined that there is a change request (step S35: YES), the target tapping
변경 요구 없음으로 판정되었을 경우(스텝 S35: NO), 목표 출탕 온도 설정부(240)는 현재 선택되어 있는 설정값을 그대로 유지한다.When it is determined that there is no change request (step S35: NO), the target tapping
계속해서 도 4b의 토출 온도 일정 제어에 대하여 상세히 기술한다. Subsequently, the discharge temperature constant control of FIG. 4B will be described in detail.
스텝 S41에 있어서, 제어부(200)는 통수 실행 상태인지의 여부를 판정한다. 구체적인 판정 조건은 스텝 S15에서 설명한 바와 같다.In step S41, the
통수 실행 상태로 판정되었을 경우(스텝 S41: YES), 윤활유 온도 취득부(270)는 스텝 S42에 있어서 윤활유 온도 센서(21)가 검지한 윤활유 온도(To)를 취득한다.When it is determined in the water passing execution state (step S41: YES), the lubricating oil
통수 정지 상태로 판정되었을 경우(스텝 S41: NO), 스텝 S41의 처리를 반복한다.When it is determined that the water flow is stopped (step S41: NO), the process of step S41 is repeated.
스텝 S43에 있어서, 통수 유량 제어부(230)는 윤활유 온도(To)를 피드백값(FB값)으로 하여 현재 선택되어 있는 목표 오일 온도(Tot)(제 1 목표 오일 온도(Tot1) 또는 제 2 목표 오일 온도(Tot2))와의 편차를 구하면서 소정의 알고리즘을 사용하여 유량 조정 밸브(74) 또는 급수 펌프(71)의 조작량을 연산한다.In step S43, the water
스텝 S44에 있어서, 통수 유량 제어부(230)는 조작량의 연산값에 의거하여 유량 조정 밸브(74)의 개방도 조정 또는 급수 펌프(71)의 출력 조정(구동 주파수 조정)을 실행한다. 스텝 S42로부터 스텝 S44까지의 처리가 반복됨으로써 냉각수(W1)의 통수 유량이 연속적으로 조정되어 윤활유 온도(To)가 목표 오일 온도(Tot)에 수속한다.In step S44, the water
토출 온도 일정 제어의 실행 중, 목표 오일 온도 설정부(260)는 목표 오일 온도(Tot)의 변경 요구의 유무를 감시한다(스텝 S45). 목표 오일 온도(Tot)의 변경 요구는 조작 패널을 통한 외부 입력, 또는 윤활유의 물리량의 변화에 의거하는 내부 처리에 의해 지시된다.During execution of the discharge temperature constant control, the target oil
변경 요구 있음으로 판정되었을 경우(스텝 S45: YES), 목표 오일 온도 설정부(260)는 스텝 S46에 있어서 외부 입력이나 내부 처리의 지시에 따라 제 1 목표 오일 온도(Tot1)와 제 2 목표 오일 온도(Tot2) 중 어느 하나를 선택하고, 이것을 설정값으로서 유지한다. When it is determined that there is a change request (step S45: YES), the target oil
변경 요구 없음으로 판정되었을 경우(스텝 S45: NO), 목표 오일 온도 설정부(260)는 현재 선택되어 있는 설정값을 그대로 유지한다.When it is determined that there is no change request (step S45: NO), the target oil
도 5는 제 1 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 5 : is a figure which shows typically the modified example of the air compression system 1 of 1st Embodiment.
본 변형예에 있어서는 공랭 오일 쿨러(40)의 상류측이며, 제 1 바이패스 라인(L31)의 접속점보다 하류측의 리턴 오일 라인(L30)을 개폐하는 차단 밸브(52)가 설치되어 있다. 본 변형예에 있어서는 차단 밸브(52)는 연통관(63) 안에 설치되어 있다.In the present modification, a
이 경우, 제어부(200)는 통수 스위칭 수단 및 바이패스 밸브(51)에 추가하여 차단 밸브(52)도 제어한다. 보다 상세하게는 제어부(200)(바이패스 밸브 제어부(220))는 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에는 바이패스 밸브(51)를 개방함과 아울러 차단 밸브(52)를 폐쇄하고, 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에는 바이패스 밸브(51)를 폐쇄함과 아울러 차단 밸브(52)를 개방한다.In this case, the
이렇게 수냉 오일 쿨러(30)에 냉각수(W1)를 흘려서 열 회수를 행하는 경우에는 바이패스 밸브(51)를 개방함과 아울러 차단 밸브(52)를 폐쇄하도록 구성하고 있으므로 수냉 오일 쿨러(30)에서의 열 회수량을 높일 수 있다. 또한, 공랭 오일 쿨러(40)에서의 냉각량을 제로로 할 수 있다. 이것에 의해 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 것을 방지하는데 있어서 바이패스 밸브(51)의 부재 비용에 추가하여 차단 밸브(52)의 부재 비용을 허용함으로써 용이하게 목적을 달성할 수 있다. 또한, 수냉 오일 쿨러(30)에서 열 회수 후의 윤활유(O1)가 공랭 오일 쿨러(40)에서 필요 이상으로 냉각되어 윤활유(O1) 중에서 슬러지가 석출되는 상황도 막을 수 있다.In this way, when the cooling water W1 is flowed into the water-cooled oil cooler 30 to recover heat, the
또한, 본 변형예의 경우, 도 3에 나타내어지는 플로우 차트에 있어서 스텝 S16에서는 바이패스 밸브(51)를 개방함과 아울러 차단 밸브(52)를 폐쇄한다. 또한, 스텝 S17에서는 바이패스 밸브(51)를 폐쇄함과 아울러 차단 밸브(52)를 개방한다.In addition, in the case of this modification, in step S16 in the flowchart shown in FIG. 3, while opening the
또한, 본 변형예에 있어서 바이패스 밸브(51) 및 차단 밸브(52)는 3방 밸브에 의해 구성할 수도 있다. 이 3방 밸브는 T자 관(62)의 분기점에 장착됨으로써 제 1 바이패스 라인(L31)을 개폐하는 밸브 기구와, 공랭 오일 쿨러(40)의 상류측의 리턴 오일 라인(L30)을 개폐하는 밸브 기구로서 작용한다. 바이패스 밸브 제어부(220)는 3방 밸브를 조작함으로써 윤활유(O1)의 흐름을 제 1 바이패스 라인(L31)을 경유하는 순환 루트, 또는 공랭 오일 쿨러(40)를 경유하는 순환 루트로 스위칭한다.In addition, in this modification, the
이상 설명한 제 1 실시형태의 공기 압축 시스템(1)에 의하면, 이하와 같은 효과를 발휘한다.According to the air compression system 1 of 1st Embodiment demonstrated above, the following effects are exhibited.
(1) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 유냉식의 압축기 본체(11)와, 압축기 본체(11)로부터 토출된 압축 공기(A0)가 유통하는 제 1 송기 라인(L10)과, 제 1 송기 라인(L10)과 접속되고 압축 공기(A0)로부터 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터(20)와, 오일 세퍼레이터(20)의 기상부에 접속되고 기액 분리 후의 압축 공기(A1)가 유통하는 제 2 송기 라인(L20)과, 오일 세퍼레이터(20)의 액상부에 접속되고 기액 분리 후의 윤활유(O1)를 압축기 본체(11)의 흡기측에 반송하는 리턴 오일 라인(L30)과, 리턴 오일 라인(L30)에 설치된 열 회수용의 수냉 오일 쿨러(30)와, 수냉 오일 쿨러(30)에 냉각수(W1)를 유통시키는 냉각수 라인(L50)과, 냉각수 라인(L50)에 설치되고 수냉 오일 쿨러(30)에 대한 통수 실행 상태와 통수 정지 상태를 스위칭하는 통수 스위칭 수단으로서의 급수 펌프(71) 및 유량 조정 밸브(74)와, 수냉 오일 쿨러(30)의 하류측의 리턴 오일 라인(L30)에 설치된 방열용의 공랭 오일 쿨러(40)와, 리턴 오일 라인(L30)에 접속되고 공랭 오일 쿨러(40)에 대하여 윤활유(O1)를 바이패스시키는 제 1 바이패스 라인(L31)과, 제 1 바이패스 라인(L31)을 개폐하는 바이패스 밸브(51)와, 리턴 오일 라인(L30)에 접속되고 수냉 오일 쿨러(30) 및 공랭 오일 쿨러(40)에 대하여 윤활유(O1)를 바이패스시키는 제 2 바이패스 라인(L32)과, 오일 세퍼레이터(20)에서 기액 분리 후의 윤활유(O1)의 온도에 따라 수냉 오일 쿨러(30)로의 급유와 제 2 바이패스 라인(L32)으로의 급유의 유량비를 조정하는 온도 조정 밸브(53)와, 통수 스위칭 수단 및 바이패스 밸브(51)를 제어하는 제어부(200)를 구비하고, 제어부(200)는 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에 바이패스 밸브(51)를 개방하고, 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에 바이패스 밸브(51)를 폐쇄한다.(1) The air compression system 1 of the present embodiment includes an oil-cooled compressor main body 11, a first air supply line L10 through which compressed air A0 discharged from the compressor main body 11 flows, and a second 1 The oil separator 20 connected to the air supply line L10 and separating oil from the compressed air A0, and the second connected to the gas phase part of the oil separator 20 and through which the compressed air A1 after gas-liquid separation flows A gas supply line L20, a return oil line L30 connected to the liquid phase of the oil separator 20 and conveying the lubricating oil O1 after gas-liquid separation to the intake side of the compressor body 11, and a return oil line L30 ) installed in a water-cooled oil cooler 30 for heat recovery, a coolant line L50 that distributes the coolant W1 to the water-cooled oil cooler 30, and a water-cooled oil cooler 30 installed in the coolant line L50 A water supply pump 71 and a flow rate control valve 74 as water flow switching means for switching between the water flow execution state and the water flow stop state, and for heat dissipation installed in the return oil line L30 on the downstream side of the water cooling oil cooler 30 of the air-cooled oil cooler 40, a first bypass line L31 connected to the return oil line L30 and bypassing the lubricating oil O1 with respect to the air-cooled oil cooler 40, a first bypass line ( A bypass valve 51 that opens and closes L31, and a second bypass line connected to the return oil line L30 and bypassing the lubricating oil O1 with respect to the water-cooled oil cooler 30 and the air-cooled oil cooler 40 (L32) and a temperature control valve for adjusting the flow rate ratio of oil supply to the water-cooled oil cooler 30 and oil supply to the second bypass line L32 according to the temperature of the lubricating oil O1 after gas-liquid separation in the oil separator 20 53 and a control unit 200 for controlling the water flow switching means and the bypass valve 51, wherein the control unit 200 opens the bypass valve 51 when the water flow switching means is in the water flow execution state, , the bypass valve 51 is closed when the water flow switching means is in the water flow stop state.
이것에 의해 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 보다 상세하게는 수냉 오일 쿨러(30)에 냉각수(W1)를 흘려서 열 회수를 행하는 경우에는 바이패스 밸브(51)를 개방하도록 구성하고 있으므로 대부분(예를 들면, 90% 이상) 또는 전부의 윤활유(O1)가 제 1 바이패스 라인(L31)을 흘러 공랭 오일 쿨러(40)로의 급유량은 약간(예를 들면, 10% 미만) 또는 제로가 된다. 따라서, 합류 후의 윤활유(O1)는 공랭 오일 쿨러(40)에서의 냉각의 영향이 최소한으로 억제되어 있기 때문에 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 일 없이 적정 온도 범위로 유지된다. 이것에 의해 수냉 오일 쿨러(30)로의 급유량을 감소시키는 일 없이 소요의 열 회수량을 확보할 수 있다.Thereby, it is possible to prevent excessive cooling of the lubricating oil O1 flowing back to the
또한, 이 구성은 냉각 팬(42)에 의해 공기 압축 시스템(1)의 다른 부분을 동시에 냉각(예를 들면, 제어 박스)하거나, 환기(예를 들면, 하우징 내부)하거나 하는 양태의 경우에 특히 유효하다. 이 경우, 압축기 본체(11)의 가동 중은 냉각 팬(42)이 최저 회전수 이상으로 제어되는 것이 보통이지만, 이 경우이어도 대부분 또는 전부의 윤활유(O1)가 제 1 바이패스 라인(L31)을 흐름으로써 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 것을 방지할 수 있다.Also, this configuration is particularly in the case of an aspect in which other parts of the air compression system 1 are simultaneously cooled (eg, control box) or ventilated (eg, inside a housing) by means of a cooling
또한, 바이패스 밸브(51)의 개방 시, 수냉 오일 쿨러(30)에 공급되는 냉각수(W1)가 저온인, 또는 통수 유량이 많은 등의 이유로 오일 세퍼레이터(20)로부터 송출되는 윤활유(O1)가 지나치게 차가워졌을 경우에는 온도 조정 밸브(53)에 의해 수냉 오일 쿨러(30)에 대하여 윤활유(O1)의 일부가 바이패스된다. 이것에 의해 수냉 오일 쿨러(30)에서 적극적으로 열 회수를 행하면서 압축기 본체(11)에 반송되는 윤활유(O1)를 적정 온도 범위로 유지할 수 있다.In addition, when the
(2) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 바이패스 밸브(51)는 제 1 바이패스 라인(L31)에 설치되고, 리턴 오일 라인(L30) 및 제 1 바이패스 라인(L31)은 상류측 시단부에 수냉 오일 쿨러(30)의 출구관(30A)이 접속되고, 하류측 종단부에 바이패스 밸브(51)의 입구 포트(51A)가 접속된 스트레이트 관(61)과, 스트레이트 관(61)의 중도부에 장착된 분기용의 T자 관(62)과, 공랭 오일 쿨러(40)의 입구관(40A)과, T자 관(62)의 분기 포트(62A)를 연통하는 연통관(63)을 포함해서 구성된다.(2) The
이것에 의해 바이패스 밸브(51)의 개방 시에 있어서 수냉 오일 쿨러(30)를 통과한 윤활유(O1) 중 제 1 분류는 스트레이트 관(61)을 통해 바이패스 밸브(51)로 급유되기 때문에 바이패스 밸브(51)를 통과하는 과정에서 비교적 작은 마찰 손실을 밸브실 내에서 받는 것만으로 끝난다. 한편, 제 2 분류는 T자 관(62)을 통해 공랭 오일 쿨러(40)로 급유되기 때문에 T자 관(62)에서 분기 손실을 받는데다가 공랭 오일 쿨러(40)를 통과하는 과정에서 비교적 큰 마찰 손실을 공랭 오일 쿨러(40) 내에서 받게 된다. 그 때문에 윤활유(O1)의 유량비는 「제 1 분류>제 2 분류」가 되어 대부분의 윤활유(O1)가 바이패스측을 흐르게 된다. 이것에 의해 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 것을 방지하는데 있어서 공랭 오일 쿨러(40)측에 차단 밸브를 설치하는 일 없이 관로 저항의 조정만으로 저렴하게 목적을 달성할 수 있다.As a result, when the
(3) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 공랭 오일 쿨러(40)의 상류측이며, 제 1 바이패스 라인(L31)의 접속점보다 하류측의 리턴 오일 라인(L30)을 개폐하는 차단 밸브(52)와, 통수 스위칭 수단, 바이패스 밸브(51) 및 차단 밸브(52)를 제어하는 제어부(200)를 구비하고, 제어부(200)는 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에 바이패스 밸브(51)를 개방함과 아울러 차단 밸브(52)를 폐쇄하고, 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에 바이패스 밸브(51)를 폐쇄함과 아울러 차단 밸브(52)를 개방한다.(3) The air compression system 1 of this embodiment is an upstream side of the air-cooled
이렇게 수냉 오일 쿨러(30)에 냉각수(W1)를 흘려서 열 회수를 행하는 경우에는 바이패스 밸브(51)를 개방함과 아울러 차단 밸브(52)를 폐쇄하도록 구성하고 있으므로 수냉 오일 쿨러(30)에서의 열 회수량을 높일 수 있다. 또한, 공랭 오일 쿨러(40)에서의 냉각량을 제로로 할 수 있다. 이것에 의해 압축기 본체(11)에 환류하는 윤활유(O1)가 과도하게 냉각되는 것을 방지하는데 있어서 바이패스 밸브(51)의 부재 비용에 추가하여 차단 밸브(52)의 부재 비용을 허용함으로써 용이하게 목적을 달성할 수 있다. 또한, 수냉 오일 쿨러(30)에서 열 회수 후의 윤활유(O1)가 공랭 오일 쿨러(40)에서 필요 이상으로 냉각되어 윤활유(O1) 중에서 슬러지가 석출되는 상황도 막을 수 있다.In this way, when the cooling water W1 is flowed into the water-cooled oil cooler 30 to recover heat, the
(4) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 수냉 오일 쿨러(30)는 티탄제의 전열 플레이트를 적층한 플레이트식 열 교환기이다.(4) The water-cooled
이것에 의해 수냉 오일 쿨러(30)에 공급하는 냉각수(W1)에 잔류 염소 등의 산화제나 염화물 이온 등의 부식성 이온이 포함되어 있는 경우이어도 수냉 오일 쿨러(30)의 전열면이나 접합부에 생기는 고온 부식을 억제할 수 있다.As a result, even when the cooling water W1 supplied to the water-cooled oil cooler 30 contains oxidizing agents such as residual chlorine or corrosive ions such as chloride ions, high-temperature corrosion occurring on the heat transfer surface or junction of the water-cooled
(5) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 수냉 오일 쿨러(30)를 통과 후의 냉각수(W1)의 출탕 온도(T1)를 검지하는 출탕 온도 센서(75)를 구비하고, 통수 스위칭 수단은 통수 상태의 스위칭에 추가하여 통수 유량을 조정가능하게 구성되고, 제어부(200)는 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 출탕 온도 센서(75)가 검지한 출탕 온도(T1)가 목표 출탕 온도(Twt)가 되도록 통수 유량을 조정한다.(5) The air compression system 1 of the present embodiment includes a
이것에 의해 온수 수요 장소에서 요구되는 급탕 온도로 온수(W2)를 안정 공급할 수 있다.Thereby, the hot water W2 can be supplied stably at the hot water supply temperature requested|required by a hot water demand place.
(6) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)에 있어서, 목표 출탕 온도(Twt)는 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)와, 이 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)보다 낮은 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)를 포함하고, 제어부(200)는 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)와 제 2 목표 출탕 온도(Twt2) 중 어느 하나를 선택가능한 목표 출탕 온도 설정부(240)를 구비한다.(6) In the air compression system 1 of the present embodiment, the target tapping temperature Twt is the first target tapping temperature Twt1 and a second target tapping temperature lower than the first target tapping temperature Twt1 ( Twt2), and the
이것에 의해 제 1 목표 출탕 온도(Twt1)가 선택된 상태에서는 수냉 오일 쿨러(30)의 전열면이나 부재 접합부에 생기는 열 응력이 완화되어 재료 열화에 의한 파손을 초래하는 일 없이 안정된 열 회수를 실현할 수 있다.As a result, in the state where the first target tapping temperature Twt1 is selected, thermal stress generated at the heat transfer surface of the water-cooled
또한, 제 2 목표 출탕 온도(Twt2)가 선택된 상태에서는 온수(W2)를 보일러 급수에 이용하는 경우에 증기 보일러의 연료 사용량을 효과적으로 삭감하여 에너지절약에 공헌할 수 있다.In addition, when the hot water W2 is used for boiler feed water in a state where the second target tapping temperature Twt2 is selected, the fuel consumption of the steam boiler can be effectively reduced, thereby contributing to energy saving.
(7) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 압축기 본체(11)로부터 압축 공기(A1)와 함께 토출된 윤활유(O1)의 온도, 또는 오일 세퍼레이터(20)에서 기액 분리 후의 윤활유(O1)의 온도를 검지하는 윤활유 온도 센서(21)를 구비하고, 통수 스위칭 수단은 통수 상태의 스위칭에 추가하여 통수 유량을 조정가능하게 구성되고, 제어부(200)는 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 윤활유 온도 센서(21)의 검지 온도(To)가 목표 오일 온도(Tot)가 되도록 통수 유량을 조정한다.(7) In the air compression system 1 of this embodiment, the temperature of the lubricating oil O1 discharged together with the compressed air A1 from the compressor
이것에 의해 적정한 윤활유 온도(To)로 윤활유(O1)를 안정적으로 순환시킬 수 있다.Thereby, the lubricating oil O1 can be circulated stably at an appropriate lubricating oil temperature To.
(8) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)에 있어서, 목표 오일 온도(Tot)는 제 1 목표 오일 온도(Tot1)와, 이 제 1 목표 오일 온도(Tot1)보다 낮은 제 2 목표 오일 온도(Tot2)를 포함하고, 제어부(200)는 제 1 목표 오일 온도(Tot1)와 제 2 목표 오일 온도(Tot2) 중 어느 하나를 선택가능한 목표 오일 온도 설정부(260)를 구비한다.(8) In the air compression system 1 of this embodiment, the target oil temperature Tot is the first target oil temperature Tot1 and a second target oil temperature lower than the first target oil temperature Tot1 ( Tot2), and the
이것에 의해 제 1 목표 오일 온도(Tot1)가 선택된 상태에서는 윤활유 메이커의 추장 교환 시간이 도래할 때까지 윤활유를 변질되지 않게 사용할 수 있다. 그 결과, 압축기 본체(11)의 냉각·윤활 불량에 기인하는 고장을 회피할 수 있다.As a result, in the state in which the first target oil temperature Tot1 is selected, the lubricant can be used without deterioration until the recommended replacement time of the lubricant manufacturer arrives. As a result, it is possible to avoid a failure due to poor cooling and lubrication of the compressor
또한, 제 2 목표 오일 온도(Tot2)가 선택된 상태에서는 윤활유에 응축수가 혼입하여 성상 변화를 일으키는 일이 없으므로 압축기 본체(11)의 냉각·윤활 불량에 기인하는 고장을 회피할 수 있다. 또한, 응축수에 각종 산화성 가스(공기 중의 산소 가스·탄산 가스, 공장 내의 배기 가스로부터 공기 중으로 유입되는 NOx·SOx 등)가 용해되는 일도 없으므로 압축 기구(스크류 로터나 베어링 등)의 예기치 못한 부식을 회피할 수도 있다.In addition, in the state in which the second target oil temperature Tot2 is selected, condensed water does not mix with the lubricating oil to cause a change in properties, so that failure due to poor cooling and lubrication of the
(9) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 제어부(200)는 상한 통수 유량(Qw1)과 하한 통수 유량(Qw2)의 범위 내에서 통수 스위칭 수단에 의해 통수 유량을 조정한다.(9) The
이러한 상한 통수 유량(Qw1)을 설정해 둠으로써 온수 수요량에 대하여 밸런스를 결여시키는 과대한 유량으로 급탕이 실행되는 일이 없다. 그 때문에 급수 기기(인버터 구동 펌프, 대수 제어 펌프 등)의 과부하에 의한 성능 저하나 고장을 방지할 수 있다. 또한, 상한 통수 유량(Qw1)은 온수 사용 기기의 온수 수요량이 증가한 상태를 고려하여 설정되므로 급탕량 부족에 의한 온수 사용 기기의 불측의 정지가 회피된다.By setting such an upper limit water flow rate Qw1, hot water is not supplied at an excessive flow rate that lacks a balance with respect to the demand for hot water. Therefore, it is possible to prevent performance degradation or failure due to overload of water supply equipment (inverter drive pumps, water control pumps, etc.). In addition, since the upper limit water flow rate Qw1 is set in consideration of a state in which the hot water demand amount of the hot water-using device is increased, an unexpected stop of the hot water-using device due to the insufficient amount of hot water is avoided.
또한, 하한 통수 유량(Qw2)을 설정해 둠으로써 수처리 장치(72)의 불순물의 제거·분리 능력, 즉 처리 후의 수질이 보증된다. 그 때문에 온수 사용 기기뿐만 아니라 시설 내의 급탕 배관의 수명을 연장시킬 수 있다.In addition, by setting the lower limit water flow rate Qw2, the impurity removal/separation capability of the
(10) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 제어부(200)는 윤활유 온도 센서(21)의 검지 온도(To)가 제 1 목표 오일 온도(Tot1)를 상회한 상태로 소정 시간을 경과했을 경우에는 바이패스 밸브(51)를 폐쇄 또는 개방도 조정한다.(10) When the
이것에 의해 냉각수(W1)의 통수 유량을 허용 범위 내에서 최대까지 증가시켜도 수냉 오일 쿨러(30) 주체에서는 윤활유(O1)를 충분히 냉각할 수 없는 경우, 바이패스 밸브(51)의 폐쇄에 의해 수냉 오일 쿨러(30)와 공랭 오일 쿨러(40)의 2단계 방안의 냉각이 이루어진다. 이것에 의해 윤활유(O1)를 상한 오일 온도(예를 들면, 80℃) 미만까지 확실하게 하강시킬 수 있다.As a result, even if the water flow rate of the cooling water W1 is increased to the maximum within the allowable range, when the lubricating oil O1 cannot be sufficiently cooled by the water cooling
다음에 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 도 6은 제 2 실시형태에 의한 공기 압축 시스템(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 제 2 실시형태에 있어서 제 1 실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략하는 경우가 있다. 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)에 있어서는 오일 세퍼레이터(20)에 의해 기액 분리된 후의 압축 공기(A1)로부터도 열 회수를 행한다.Next, a second embodiment will be described. 6 : is a figure which shows typically the structure of the air compression system 1 which concerns on 2nd Embodiment. In addition, in 2nd Embodiment, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code|symbol is attached|subjected and the description may be abbreviate|omitted. In the air compression system 1 of this embodiment, heat is also recovered from the compressed air A1 after gas-liquid separation by the
도 6에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 제 2 송기 라인(L20)에 열 회수용의 수냉 에어 쿨러(80)가 설치되어 있다. 또한, 수냉 에어 쿨러(80)의 하류측에는 방열용의 공랭 에어 쿨러(90)가 설치되어 있다. 수냉 에어 쿨러(80)를 통과한 압축 공기(A1)는 공랭 에어 쿨러(90)에 유입되어 더욱 냉각된다.As shown in FIG. 6, in the air compression system 1 of this embodiment, the water-cooled
수냉 에어 쿨러(80)는 제 2 송기 라인(L20)을 유통하는 기액 분리 후의 압축 공기(A1)가 가지는 압축열을 회수하기 위한 열 교환기이다. 수냉 에어 쿨러(80)에는 냉각수(W1)를 유통시키는 냉각수 라인(L50)이 접속되어 있다. 여기서, 수냉 에어 쿨러(80)는 수냉 오일 쿨러(30)와 함께, 냉각수(W1)와 고온 유체 사이에서 열 교환을 행하여 냉각수(W1)로부터 온수(W2)를 제조하는 열 교환기로서 구비되어 있다.The water-cooled
여기서, 냉각수 라인(L50)은 수냉 오일 쿨러(30) 및 수냉 에어 쿨러(80)에 대하여 냉각수(W1)를 병렬로 유통시키는 접속 구성으로 되어 있다.Here, the cooling water line L50 has a connection configuration in which the cooling water W1 flows in parallel to the water-cooled
그리고, 통수 스위칭 수단으로서의 급수 펌프(71) 및 유량 조정 밸브(74)는 수냉 오일 쿨러(30) 및 수냉 에어 쿨러(80)를 동일 통수 상태로 스위칭하는 수단으로 되어 있다.And the
이 수냉 에어 쿨러(80)로서는 예를 들면, 티탄제의 전열 플레이트를 적층한 플레이트식 열 교환기가 사용된다. 단, 기액 분리 후의 압축 공기(A1)는 윤활유에 비해 온도가 충분히 낮으므로, 예를 들면 스테인리스제의 전열 플레이트를 적층한 플레이트식 열 교환기를 사용해도 좋다.As this water-cooled
공랭 에어 쿨러(90)는 열 교환기(91)(플레이트 핀이나 핀 튜브 등의 집합체로 이루어지는 열 교환 코어)와, 냉각 팬(92)과, 냉각 팬(92)을 회전시키기 위한 팬 모터(93)를 구비한다. 냉각 팬(92)을 회전시킴으로써 냉각 팬(92)에 의해 송풍된 공기와, 열 교환기(91)의 내부를 유통하는 압축 공기(A1) 사이에서 열 교환을 행하여 압축 공기(A1)가 냉각된다.The air-cooled
또한, 공랭 에어 쿨러(90)의 냉각 팬(92)과, 공랭 오일 쿨러(40)의 냉각 팬(42)을 공통화하여 하나의 냉각 팬에 의해 공랭 에어 쿨러(90)의 열 교환기(91)및 공랭 오일 쿨러(40)의 열 교환기(41)를 냉각하는 구성을 채용해도 좋다.In addition, the cooling
이상의 구성에 의해 윤활유(O1) 및 압축 공기(A1)의 양쪽으로부터 열 회수 해서 온수(W2)를 제조하므로 열 회수율을 높여서 가일층의 에너지 절약을 도모할 수 있다.With the above configuration, heat is recovered from both the lubricating oil O1 and the compressed air A1 to produce the hot water W2, so that the heat recovery rate can be increased and further energy saving can be achieved.
또한, 도시하지 않은 드라이어를 사용하여 열 회수된 제 2 송기 라인(L20)을 유통하는 압축 공기(A1)로부터 수분을 제거하고, 수분이 제거되어서 건조된 압축 공기(A1)를 압축 공기 이용 기기(도시하지 않음)로 보내도 좋다.In addition, moisture is removed from the compressed air (A1) flowing through the heat-recovered second air supply line (L20) using a dryer (not shown), and the compressed air (A1) dried after the moisture has been removed is transferred to a compressed air using device ( (not shown) may also be sent.
도 7은 제 2 실시형태의 공기 압축 시스템(1)의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.7 : is a figure which shows typically the modified example of the air compression system 1 of 2nd Embodiment.
본 변형예에 있어서는 냉각수 라인(L50)은 수냉 오일 쿨러(30) 및 수냉 에어 쿨러(80)에 대하여 냉각수(W1)를 직렬로 유통시키는 접속 구성으로 되어 있다. 이러한 구성에 있어서도 상술의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.In this modified example, the cooling water line L50 has a connection structure in which the cooling water W1 flows in series to the water-cooled
또한, 냉각수(W1)를 직렬로 흘리는 경우는 열량이 적은 압축 공기(A1)에 대하여 먼저 수냉 에어 쿨러(80)에서 열 회수를 행하고, 다음에 압축 공기(A1)보다 열량이 많은 윤활유(O1)에 대하여 수냉 오일 쿨러(30)에서 열 회수를 행하도록 한다. 이것에 의해 보다 효과적으로 열 회수를 행할 수 있다.In addition, when the cooling water W1 is flowed in series, heat is first recovered by the water-cooled
이상 설명한 제 2 실시형태의 공기 압축 시스템(1)에 의하면, (1)~(10)에 추가하여 이하와 같은 효과를 발휘한다.According to the air compression system 1 of 2nd Embodiment demonstrated above, in addition to (1)-(10), the following effects are exhibited.
(11) 본 실시형태의 공기 압축 시스템(1)은 제 2 송기 라인(L20)에 설치된 열 회수용의 수냉 에어 쿨러(80)와, 수냉 에어 쿨러(80)의 하류측에 설치된 방열용의 공랭 에어 쿨러(90)를 구비하고, 냉각수 라인(L50)은 수냉 오일 쿨러(30) 및 수냉 에어 쿨러(80)에 대하여 냉각수(W1)를 직렬 또는 병렬로 유통시키는 접속 구성이며, 통수 스위칭 수단은 수냉 오일 쿨러(30) 및 수냉 에어 쿨러(80)를 동일 통수 상태로 스위칭하는 수단이다.(11) In the air compression system 1 of this embodiment, the water-cooled
이것에 의해 윤활유(O1) 및 압축 공기(A1)의 양쪽으로부터 열 회수하여 온수(W2)를 제조하므로 열 회수율을 높여서 가일층의 에너지 절약을 도모할 수 있다.Thereby, since heat is recovered from both the lubricant oil O1 and the compressed air A1 to produce the hot water W2, the heat recovery rate can be increased and further energy saving can be achieved.
이상, 본 발명의 급수 시스템의 바람직한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술의 실시형태에 제한되는 것은 아니고 적당히 변경이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of the water supply system of this invention was described, this invention is not restrict|limited to the above-mentioned embodiment, A change is possible as appropriate.
1
공기 압축 시스템
10
압축기
11
압축기 본체
20
오일 세퍼레이터
21
윤활유 온도 센서
30
수냉 오일 쿨러
30A
출구관
40
공랭 오일 쿨러
40A
입구관
51
바이패스 밸브
51A
입구 포트
52
차단 밸브
53
온도 조정 밸브
60
바이패스 분기부
61
스트레이트 관
62
T자 관
62A
분기 포트
63
연통관
71
급수 펌프(통수 스위칭 수단)
72
수처리 장치
73
유량 센서
74
유량 조정 밸브(통수 스위칭 수단)
75
출탕 온도 센서
80
수냉 에어 쿨러
90
공랭 에어 쿨러
200
제어부(제어 수단)
L10
제 1 송기 라인
L20
제 2 송기 라인
L30
리턴 오일 라인
L31
제 1 바이패스 라인
L32
제 2 바이패스 라인
L50
냉각수 라인
A0
기액 분리 전의 압축 공기
A1
기액 분리 후의 압축 공기
O1
윤활유
W1
냉각수
W2
온수1
11
21 Lubricating
53
61 straight tube 62 T-shaped tube
71 Water pump (flow switching means) 72 Water treatment unit
73 flow sensor
74 Flow control valve (flow switching means)
75 Hot
90 Air
L10 1st air supply line L20 2nd air supply line
L30 return oil line L31 1st bypass line
L32 2nd Bypass Line L50 Coolant Line
A0 Compressed air before gas-liquid separation A1 Compressed air after gas-liquid separation
O1 lubricant W1 coolant
W2 hot water
Claims (11)
상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 유통하는 제 1 송기 라인과,
상기 제 1 송기 라인과 접속되고, 압축 공기로부터 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터와,
상기 오일 세퍼레이터의 기상부에 접속되고, 기액 분리 후의 압축 공기가 유통하는 제 2 송기 라인과,
상기 오일 세퍼레이터의 액상부에 접속되고, 기액 분리 후의 윤활유를 상기 압축기 본체의 흡기측에 반송하는 리턴 오일 라인과,
상기 리턴 오일 라인에 설치된 열 회수용의 수냉 오일 쿨러와,
상기 수냉 오일 쿨러에 냉각수를 유통시키는 냉각수 라인과,
상기 냉각수 라인에 설치되고, 상기 수냉 오일 쿨러에 대한 통수 실행 상태와 통수 정지 상태를 스위칭하는 통수 스위칭 수단과,
상기 수냉 오일 쿨러의 하류측의 상기 리턴 오일 라인에 설치된 방열용의 공랭 오일 쿨러와,
상기 리턴 오일 라인에 접속되고, 상기 공랭 오일 쿨러에 대하여 윤활유를 바이패스시키는 제 1 바이패스 라인과,
상기 제 1 바이패스 라인을 개폐하는 바이패스 밸브와,
상기 리턴 오일 라인에 접속되고, 상기 수냉 오일 쿨러 및 상기 공랭 오일 쿨러에 대하여 윤활유를 바이패스시키는 제 2 바이패스 라인과,
상기 오일 세퍼레이터에서 기액 분리 후의 윤활유의 온도에 따라 상기 수냉 오일 쿨러로의 급유와 상기 제 2 바이패스 라인으로의 급유의 유량비를 조정하는 온도 조정 밸브와,
상기 통수 스위칭 수단 및 상기 바이패스 밸브를 제어하는 제어 수단을 구비하고,
상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 개방하고, 상기 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 폐쇄하는 공기 압축 시스템.an oil-cooled compressor body;
a first air supply line through which the compressed air discharged from the compressor body flows;
an oil separator connected to the first air supply line and separating oil from compressed air;
a second air supply line connected to the gas phase part of the oil separator through which compressed air after gas-liquid separation flows;
a return oil line connected to the liquid phase of the oil separator and conveying the lubricating oil after gas-liquid separation to the intake side of the compressor body;
a water-cooled oil cooler for heat recovery installed in the return oil line;
a cooling water line for distributing cooling water to the water cooling oil cooler;
a water flow switching means installed in the cooling water line and configured to switch a water flow execution state and a water flow stop state for the water-cooled oil cooler;
an air-cooled oil cooler for heat dissipation installed in the return oil line downstream of the water-cooled oil cooler;
a first bypass line connected to the return oil line and bypassing the lubricating oil with respect to the air-cooled oil cooler;
a bypass valve for opening and closing the first bypass line;
a second bypass line connected to the return oil line and bypassing the lubricating oil with respect to the water-cooled oil cooler and the air-cooled oil cooler;
a temperature control valve for adjusting a flow rate ratio of oil supply to the water-cooled oil cooler and oil supply to the second bypass line according to the temperature of the lubricating oil after gas-liquid separation in the oil separator;
a control means for controlling the water flow switching means and the bypass valve;
and the control means opens the bypass valve when the water flow switching means is in a water flow execution state, and closes the bypass valve when the water flow switching means is in a water flow stop status.
상기 바이패스 밸브는 상기 제 1 바이패스 라인에 설치되고,
상기 리턴 오일 라인 및 상기 제 1 바이패스 라인은,
상류측 시단부에 상기 수냉 오일 쿨러의 출구관이 접속되고, 하류측 종단부에 상기 바이패스 밸브의 입구 포트가 접속된 스트레이트 관과,
상기 스트레이트 관의 중도부에 장착된 분기용의 T자 관과,
상기 공랭 오일 쿨러의 입구관과, 상기 T자 관의 분기 포트를 연통하는 연통관을 포함해서 구성되는 공기 압축 시스템.The method of claim 1,
The bypass valve is installed in the first bypass line,
The return oil line and the first bypass line are
a straight pipe having an outlet pipe of the water-cooled oil cooler connected to an upstream end and an inlet port of the bypass valve connected to a downstream end;
A T-pipe for branching mounted on the middle part of the straight pipe,
An air compression system comprising a communication pipe communicating the inlet pipe of the air-cooled oil cooler and the branch port of the T-tube.
상기 공랭 오일 쿨러의 상류측이며, 상기 제 1 바이패스 라인의 접속점보다 하류측의 상기 리턴 오일 라인을 개폐하는 차단 밸브와,
상기 통수 스위칭 수단, 상기 바이패스 밸브 및 상기 차단 밸브를 제어하는 제어 수단을 구비하고,
상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단이 통수 실행 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 개방함과 아울러 상기 차단 밸브를 폐쇄하고, 상기 통수 스위칭 수단이 통수 정지 상태인 경우에 상기 바이패스 밸브를 폐쇄함과 아울러 상기 차단 밸브를 개방하는 공기 압축 시스템.The method of claim 1,
a shut-off valve that is upstream of the air-cooled oil cooler and opens and closes the return oil line downstream of the connection point of the first bypass line;
a control means for controlling the water flow switching means, the bypass valve and the shut-off valve;
the control means opens the bypass valve and closes the shut-off valve when the water flow switching means is in the water flow execution state, and closes the bypass valve when the water flow switching means is in the water flow stop status; In addition, an air compression system for opening the shutoff valve.
상기 수냉 오일 쿨러는 티탄제의 전열 플레이트를 적층한 플레이트식 열 교환기인 공기 압축 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The water-cooled oil cooler is an air compression system that is a plate-type heat exchanger in which heat transfer plates made of titanium are laminated.
상기 제 2 송기 라인에 설치된 열 회수용의 수냉 에어 쿨러와,
상기 수냉 에어 쿨러의 하류측에 설치된 방열용의 공랭 에어 쿨러를 구비하고,
상기 냉각수 라인은 상기 수냉 오일 쿨러 및 상기 수냉 에어 쿨러에 대하여 냉각수를 직렬 또는 병렬로 유통시키는 접속 구성이며,
상기 통수 스위칭 수단은 상기 수냉 오일 쿨러 및 상기 수냉 에어 쿨러를 동일 통수 상태로 스위칭하는 수단인 공기 압축 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
a water-cooled air cooler for heat recovery installed in the second air supply line;
and an air-cooled air cooler for heat dissipation installed on a downstream side of the water-cooled air cooler,
The cooling water line is a connection configuration that distributes cooling water in series or in parallel to the water-cooled oil cooler and the water-cooled air cooler,
The water flow switching means is a means for switching the water-cooled oil cooler and the water-cooled air cooler to the same water flow state.
상기 수냉 오일 쿨러를 통과 후의 냉각수의 출탕 온도를 검지하는 출탕 온도 센서를 구비하고,
상기 통수 스위칭 수단은 통수 상태의 스위칭에 추가하여 통수 유량을 조정가능하게 구성되고,
상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 상기 출탕 온도 센서가 검지한 출탕 온도가 목표 출탕 온도가 되도록 통수 유량을 조정하는 공기 압축 시스템.The method of claim 1,
and a tapping temperature sensor for detecting the tapping temperature of the coolant after passing through the water-cooled oil cooler,
The water passing switching means is configured to adjust the water flow rate in addition to the water passing state switching,
The control means adjusts the flow rate of water passing so that the tap temperature detected by the tap temperature sensor becomes a target tap temperature while the water passing switching means is switched to the water passing execution state.
상기 목표 출탕 온도는 제 1 목표 출탕 온도와, 상기 제 1 목표 출탕 온도보다 낮은 제 2 목표 출탕 온도를 포함하고,
상기 제어 수단은 상기 제 1 목표 출탕 온도와 상기 제 2 목표 출탕 온도 중 어느 하나를 선택가능한 목표 출탕 온도 설정 수단을 구비하는 공기 압축 시스템.7. The method of claim 6,
The target tapping temperature includes a first target tapping temperature and a second target tapping temperature lower than the first target tapping temperature;
and the control means includes a target tapping temperature setting means capable of selecting any one of the first target tapping temperature and the second target tapping temperature.
상기 압축기 본체로부터 압축 공기와 함께 토출된 윤활유의 온도, 또는 상기 오일 세퍼레이터에서 기액 분리 후의 윤활유의 온도를 검지하는 윤활유 온도 센서를 구비하고,
상기 통수 스위칭 수단은 통수 상태의 스위칭에 추가하여 통수 유량을 조정가능하게 구성되고,
상기 제어 수단은 상기 통수 스위칭 수단을 통수 실행 상태로 스위칭 중, 상기 윤활유 온도 센서의 검지 온도가 목표 오일 온도가 되도록 통수 유량을 조정하는 공기 압축 시스템.The method of claim 1,
a lubricating oil temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil discharged together with the compressed air from the compressor body or the temperature of the lubricating oil after gas-liquid separation in the oil separator;
The water passing switching means is configured to adjust the water flow rate in addition to the water passing state switching,
The control means adjusts the water flow rate so that the temperature detected by the lubricant temperature sensor becomes a target oil temperature while the water flow switching means is switched to the water passing execution state.
상기 목표 오일 온도는 제 1 목표 오일 온도와, 상기 제 1 목표 오일 온도보다 낮은 제 2 목표 오일 온도를 포함하고,
상기 제어 수단은 상기 제 1 목표 오일 온도와 상기 제 2 목표 오일 온도 중 어느 하나를 선택가능한 목표 오일 온도 설정 수단을 구비하는 공기 압축 시스템.9. The method of claim 8,
the target oil temperature includes a first target oil temperature and a second target oil temperature lower than the first target oil temperature;
and the control means includes target oil temperature setting means capable of selecting either one of the first target oil temperature and the second target oil temperature.
상기 제어 수단은 상한 통수 유량과 하한 통수 유량의 범위 내에서 상기 통수 스위칭 수단에 의해 통수 유량을 조정하는 공기 압축 시스템.10. The method according to any one of claims 6 to 9,
The control means adjusts the water flow rate by the water flow switching means within the range of an upper limit water flow rate and a lower limit water flow rate.
상기 제어 수단은 상기 윤활유 온도 센서의 검지 온도가 상기 제 1 목표 오일 온도를 상회한 상태로 소정 시간을 경과했을 경우에는 상기 바이패스 밸브를 폐쇄 또는 개방도 조정하는 공기 압축 시스템.10. The method of claim 9,
The control means closes or adjusts the degree of opening of the bypass valve when a predetermined time has elapsed in a state where the detection temperature of the lubricant temperature sensor exceeds the first target oil temperature.
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