KR20210091186A - 듀얼 칠러 - Google Patents
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Abstract
[과제] 냉각액의 온도 변화에 대한 응답성이 우수함과 아울러, 온도 제어의 정밀도가 우수한 칠러를 제공한다.
[해결 수단] 제 1 탱크(40) 내의 제 1 냉각액(7)을 제 1 부하(5)에 공급하는 제 1 냉각액 회로(3)와, 제 2 탱크(60) 내의 제 2 냉각액(8)을 제 2 부하(6)에 공급하는 제 2 냉각액 회로(4)와, 상기 제 1 및 제 2 냉각액(7, 8)과 냉매를 열교환기(21, 22)에서 열교환시킴으로써 상기 제 1 및 제 2 냉각액(7, 8)의 온도를 설정 온도로 조정하는 냉동 회로(2)를 갖고, 상기 제 2 냉각액(8)의 설정 온도는 상기 제 1 냉각액(7)의 설정 온도와 동등하거나 또는 상기 제 2 냉각액(8)의 설정 온도보다 높고, 상기 제 1 냉각액(7)의 설정 유량은 상기 제 2 냉각액(8)의 설정 유량보다 많고, 상기 제 1 탱크(40)의 용량은 상기 제 2 탱크 (60)의 용량보다 크다.
[해결 수단] 제 1 탱크(40) 내의 제 1 냉각액(7)을 제 1 부하(5)에 공급하는 제 1 냉각액 회로(3)와, 제 2 탱크(60) 내의 제 2 냉각액(8)을 제 2 부하(6)에 공급하는 제 2 냉각액 회로(4)와, 상기 제 1 및 제 2 냉각액(7, 8)과 냉매를 열교환기(21, 22)에서 열교환시킴으로써 상기 제 1 및 제 2 냉각액(7, 8)의 온도를 설정 온도로 조정하는 냉동 회로(2)를 갖고, 상기 제 2 냉각액(8)의 설정 온도는 상기 제 1 냉각액(7)의 설정 온도와 동등하거나 또는 상기 제 2 냉각액(8)의 설정 온도보다 높고, 상기 제 1 냉각액(7)의 설정 유량은 상기 제 2 냉각액(8)의 설정 유량보다 많고, 상기 제 1 탱크(40)의 용량은 상기 제 2 탱크 (60)의 용량보다 크다.
Description
본 발명은 온도 조정된 냉각액을 부하에 따로따로 공급함으로써 상기 부하의 온도를 일정하게 유지하는 칠러에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 복수의 부하의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 듀얼 칠러에 관한 것이다.
온도 조정된 냉각액을 복수의 부하에 공급함으로써 상기 복수의 부하의 온도를 일정하게 유지하도록 한 칠러는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 공지이다. 이 공지의 칠러는 1개의 냉동 회로와, 2개의 부하에 냉각액을 따로따로 공급하는 2개의 냉각액 회로를 갖는 것이며, 상기 냉동 회로에 2개의 열교환기가 직렬로 접속되며, 일방의 열교환기에서 일방의 냉각액 회로의 냉각액의 온도를 조정하고, 타방의 열교환기에서 타방의 냉각액 회로의 냉각액의 온도를 조정하도록 구성되어 있다.
더욱 상세히 서술하면, 상기 공지의 칠러는 탱크 내에 수용된 냉각액의 온도를 상기 냉동 회로의 열교환기와 전기 히터에 의해 설정 온도로 조정하고, 온도 조정된 탱크 내의 냉각액을 상기 열교환기를 통하지 않는 공급 유로를 통해서 부하에 공급하도록 한 것이다. 이 때문에, 상기 칠러에 있어서는, 상기 탱크 내의 냉각액의 온도를 측정하여, 그 온도가 설정 온도보다 높아졌을 경우에, 상기 냉각액을 상기 공급 유로와는 다른 온도 조절용 유로를 통해서 상기 냉동 회로의 열교환기로 보내고, 상기 열교환기에서 냉각한 후 다시 상기 탱크로 되돌리도록 하고, 또한, 상기 탱크 내의 냉각액의 온도가 설정 온도보다 낮아졌을 경우에는, 상기 탱크 내에 설치한 전기 히터로 냉각액을 승온시키도록 하고 있다.
이와 같이, 상기 공지의 칠러는, 열교환기나 히터로 온도 조정한 후의 냉각액을 그대로 즉시 부하에 공급하는 것은 아니고, 온도 조정한 후 일단 탱크에 수용하여, 상기 탱크로부터 부하에 공급하도록 하고 있기 때문에, 상기 냉각액의 온도 변화에 대한 응답성에 난점이 있고, 냉동 회로측으로부터 보았을 경우의 부하 변동도 크다는 문제를 갖고 있었다.
또한, 상기 냉동 회로의 2개의 열교환기를 직렬로 접속하고, 상기 2개의 열교환기를 흐르는 냉매의 유량을 1개의 팽창 밸브로 제어하고 있기 때문에, 상기 2개의 열교환기를 흐르는 냉매의 유량 및 온도를, 각각에 접속된 냉각액 회로의 냉각액의 온도에 맞춰서 따로따로 제어하는 것은 곤란했다.
본 발명의 기술적 과제는, 복수의 열교환기를 흐르는 냉매의 유량 및 온도를, 각각의 열교환기에 접속된 냉각액 회로의 냉각액의 온도에 맞춰서 따로따로 제어할 수 있도록 해서, 상기 냉각액의 온도 변화에 대한 응답성을 높임과 아울러 온도 제어의 정밀도를 높인 칠러를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 듀얼 칠러는 제 1 부하에 제 1 냉각액을 설정 유량으로 공급하는 제 1 냉각액 회로와, 제 2 부하에 제 2 냉각액을 설정 유량으로 공급하는 제 2 냉각액 회로와, 상기 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액의 온도를 설정 온도로 조정하는 1개의 냉동 회로와, 칠러 전체를 제어하는 제어 장치를 갖고 있다.
상기 냉동 회로는 가스 형상 냉매를 압축해서 고온 고압의 가스 형상 냉매로 하는 압축기와, 상기 압축기로부터 보내지는 가스 형상 냉매를 냉각해서 저온 고압의 액상 냉매로 하는 콘덴서와, 상기 콘덴서로부터 보내지는 액상 냉매를 팽창시켜서 저온 저압의 액상 냉매로 하는 개도 조정 가능한 제 1 주팽창 밸브 및 제 2 주팽창 밸브와, 상기 제 1 주팽창 밸브로부터 보내지는 액상 냉매를 상기 제 1 냉각액 회로의 제 1 냉각액과 열교환시켜서 저압의 가스 형상 냉매로 하는 제 1 열교환기와, 상기 제 2 주팽창 밸브로부터 보내지는 액상 냉매를 상기 제 2 냉각액 회로의 제 2 냉각액과 열교환시켜서 저압의 가스 형상 냉매로 하는 제 2 열교환기를 갖고, 상기 제 1 주팽창 밸브와 제 1 열교환기는 서로 직렬로 접속되어 제 1 열교환 유로부를 형성하고, 상기 제 2 주팽창 밸브와 제 2 열교환기는 서로 직렬로 접속되어 제 2 열교환 유로부를 형성하고, 이들 제 1 열교환 유로부와 제 2 열교환 유로부는 서로 병렬로 접속되어 있다.
상기 냉동 회로는, 또한 상기 압축기와 콘덴서 사이의 분기점과, 상기 제 1 열교환 유로부에 있어서의 제 1 주팽창 밸브와 제 1 열교환기 사이의 합류점을, 서로 접속하는 제 1 분기 유로를 가짐과 아울러, 상기 분기점과, 상기 제 2 열교환 유로부에 있어서의 제 2 주팽창 밸브와 제 2 열교환기 사이의 합류점을, 서로 접속하는 제 2 분기 유로를 갖고, 상기 제 1 분기 유로에 개도 조정 가능한 제 1 부팽창 밸브가 접속되고, 상기 제 2 분기 유로에 개도 조정 가능한 제 2 부팽창 밸브가 접속되어 있다.
상기 제 1 냉각액 회로는 상기 제 1 냉각액이 수용된 제 1 탱크와, 상기 제 1 탱크 내의 제 1 냉각액을 1차측 공급 관로를 통해서 상기 제 1 열교환기로 보내는 제 1 펌프와, 상기 제 1 열교환기에서 온도 조정된 제 1 냉각액을 상기 제 1 부하에 보내는 2차측 공급 관로와, 상기 2차측 공급 관로에 접속된 제 1 온도 센서와, 상기 제 1 부하로부터의 제 1 냉각액을 상기 제 1 탱크로 되돌리는 리턴 관로와, 상기 2차측 공급 관로의 단부에 형성된 공급측의 부하 접속구와, 상기 리턴 관로의 단부에 형성된 리턴측의 부하 접속구를 갖고 있다.
상기 제 2 냉각액 회로는 상기 제 2 냉각액이 수용된 제 2 탱크와, 상기 제 2 탱크 내의 제 2 냉각액을 1차측 공급 관로를 통해서 상기 제 2 열교환기로 보내는 제 2 펌프와, 상기 제 2 열교환기에서 온도 조정된 제 2 냉각액을 상기 제 2 부하에 보내는 2차측 공급 관로와, 상기 2차측 공급 관로에 접속된 제 2 온도 센서와, 상기 제 2 부하로부터의 제 2 냉각액을 상기 제 2 탱크로 되돌리는 리턴 관로와, 상기 2차측 공급 관로의 단부에 형성된 공급측의 부하 접속구와, 상기 리턴 관로의 단부에 형성된 리턴측의 부하 접속구를 갖고 있다.
그리고, 상기 제 2 냉각액의 설정 온도는 상기 제 1 냉각액의 설정 온도와 동등하거나 또는 상기 제 2 냉각액의 설정 온도보다 높고, 상기 제 1 냉각액의 설정 유량은 상기 제 2 냉각액의 설정 유량보다 많고, 상기 제 1 탱크의 용량은 상기 제 2 탱크의 용량보다 크다.
본 발명에 있어서, 상기 제 2 냉각액 회로는 상기 제 2 냉각액의 전기 전도율을 조정하기 위한 전도율 조정 기구를 갖고, 상기 전도율 조정 기구는 상기 제 2 냉각액 중의 이온성 물질을 제거하기 위한 DI 필터와, 상기 제 2 냉각액의 전기 전도율을 측정하기 위한 전도율 센서와, 상기 전도율 센서로 측정되는 전기 전도율에 따라 개폐되는 전자 밸브를 갖고, 상기 DI 필터 및 전자 밸브는 상기 제 2 냉각액 회로의 상기 2차측 공급 관로와 리턴 관로를 연결하는 여과 관로에 접속되고, 상기 전도율 센서는 상기 제 2 냉각액 회로의 상기 리턴 관로에 접속되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 냉동 회로와 상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로는 1개의 하우징의 내부에 수용되고, 상기 하우징의 외부에 상기 제 1 냉각액 회로에 있어서의 공급측의 부하 접속구 및 리턴측의 부하 접속구와, 상기 제 2 냉각액 회로에 있어서의 공급측의 부하 접속구 및 리턴측의 부하 접속구가 각각 형성되어 있고, 상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로는, 상기 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액에 포함되는 물리적인 불순물을 제거하기 위한 제 1 필터 및 제 2 필터를 갖고, 상기 제 1 필터 및 제 2 필터는, 상기 하우징의 외부에 있어서, 상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로에 있어서의 공급측의 부하 접속구에 각각 부착되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제 1 냉각액 회로의 제 1 온도 센서 및 제 2 냉각액 회로의 제 2 온도 센서로 각각 측정된 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액의 온도에 의거하여, 상기 제 1 열교환기에 접속된 제 1 주팽창 밸브와 제 1 부팽창 밸브의 개도, 및, 상기 제 2 열교환기에 접속된 제 2 주팽창 밸브와 제 2 부팽창 밸브의 개도를 각각 상관적으로 조정함으로써, 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기에 유입되는 저온의 냉매와 고온의 냉매의 유량을 조정하고, 그것에 의해 상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로에 있어서의 상기 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액의 온도를 설정 온도로 유지하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제 1 냉각액 회로의 제 1 펌프는 상기 제 1 탱크의 내부에 설치된 침지식의 펌프이며, 상기 제 2 냉각액 회로의 제 2 펌프는 상기 제 2 탱크의 외부에 설치된 비침지식의 펌프인 것이 바람직하다.
본 발명의 칠러는 냉동 회로에 2개의 열교환기를 병렬로 접속함과 아울러, 각각의 열교환기에 저온의 냉매를 공급하는 주팽창 밸브와 고온의 냉매를 공급하는 부팽창 밸브를 각각 접속하고, 상기 팽창 밸브의 개도를 상관적으로 조정함으로써, 각각의 열교환기의 냉각 능력을 상기 열교환기에 접속된 2개의 냉각액 회로의 냉각액의 온도에 따라 따로따로 조정할 수 있도록 하고 있기 때문에, 상기 냉각액의 온도 변화에 대한 응답성이 우수하고, 온도 제어의 정밀도도 높다. 또한, 냉각액을 전기 히터로 가열할 필요가 없기 때문에 전력 소비량도 적다.
또한, 상기 2개의 냉각액 회로의 냉각액의 설정 온도 및 설정 유량을 서로 다른 값으로 설정함으로써, 예를 들면, 레이저 용접 장치에 있어서의 레이저 발진기 및 프로브와 같은 온도가 다른 2개의 부하의 냉각에 최적인 칠러를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 듀얼 칠러의 일실시형태를 기호로 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 칠러의 별도의 실시형태의 요부를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 칠러의 별도의 실시형태의 요부를 나타내는 회로도이다.
도 1에 나타내는 듀얼 칠러(이하, 단지 「칠러」라고 한다.)(1)는 2개의 부하(5, 6)의 온도를 일정하게 유지하는 것이며, 2개의 냉각액 회로(3, 4)와, 1개의 냉동 회로(2)와, 칠러 전체를 제어하는 제어 장치(10)를 갖고 있다. 상기 2개의 냉각액 회로(3, 4)는 상기 2개의 부하(5, 6)에 냉각액(7, 8)을 따로따로, 또한 순환적으로 공급해서 상기 부하(5, 6)를 냉각하는 것이며, 상기 냉동 회로(2)는 상기 2개의 냉각액 회로(3, 4)의 냉각액(7, 8)의 온도를 냉매와의 열교환에 의해 조정하여 상기 냉각액(7, 8)의 온도를 설정 온도로 유지하는 것이다.
도시한 실시형태에 있어서, 상기 2개의 부하(5, 6) 중 일방의 제 1 부하(5)는 레이저 용접 장치에 있어서의 레이저 발진기로서, 저온의 부하이며, 타방의 제 2 부하(6)는 레이저광을 조사하는 프로브이며, 고온의 부하이다. 또한, 상기 제 1 부하(5)를 제 1 냉각액(7)으로 냉각하는 것이 제 1 냉각액 회로(3)이며, 상기 제 2 부하(6)를 제 2 냉각액(8)으로 냉각하는 것이 제 2 냉각액 회로(4)이다.
이 경우, 예를 들면, 상기 제 1 부하(5)에 공급되는 제 1 냉각액(7)으로서는 청수가 사용되고, 상기 청수의 온도는 10-30℃의 범위, 바람직하게는 15-25℃의 범위에서 최적의 온도로 설정되고, 상기 청수의 유량은 20-80L/min의 범위에서 최적의 유량으로 설정된다. 한편, 상기 제 2 부하(6)에 공급되는 제 2 냉각액(8)으로서는 순수가 사용되고, 상기 순수의 온도는 10-50℃의 범위, 바람직하게는 20-40℃의 범위에서 최적의 온도로 설정되며, 상기 순수의 유량은 2-10L/min의 범위에서 최적의 유량으로 설정된다. 단, 상기 제 2 냉각액(8)의 설정 온도는 상기 제 1 냉각액(7)의 설정 온도와 동등하거나, 또는 상기 제 1 냉각액(7)의 설정 온도보다 높은 것이 필요하다.
또한, 상기 순수는 염류나 유기물 등이 모두 제거된 고순도의 물이며, 초순수도 이것에 포함된다.
한편, 상기 청수에는 상기 순수 이외의 물로서, 부하의 냉각에 적합하도록 수질 관리된 물을 사용하는 것이 바람직하지만, 수돗물이나 공업용수를 사용할 수도 있다.
상기 냉동 회로(2)와, 상기 제 1 냉각액 회로(3) 및 제 2 냉각액 회로(4)는 1개의 하우징(9)의 내부에 수용되고, 상기 제 1 부하(5) 및 제 2 부하(6)는 상기 하우징(9)의 외부에 배치되어 있고, 상기 하우징(9)의 외측면에 상기 제 1 부하(5)를 제 1 냉각액 회로(3)에 접속하기 위한 2개의 부하 접속구(11, 12)와, 상기 제 2 부하(6)를 제 2 냉각액 회로(4)에 접속하기 위한 2개의 부하 접속구(13, 14)가 각각 형성되어 있다.
상기 냉동 회로(2)는 가스 형상 냉매를 압축해서 고온 고압의 가스 형상 냉매로 하는 압축기(16)와, 상기 압축기(16)로부터 보내지는 고온 고압의 가스 형상 냉매를 냉각해서 저온 고압의 액상 냉매로 하는 콘덴서(17)와, 상기 콘덴서(17)로부터 보내지는 저온 고압의 액상 냉매를 팽창시켜서 저온 저압의 액상 냉매로 하는 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)와, 상기 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)로부터 보내지는 저온 저압의 액상 냉매를 상기 제 1 냉각액 회로(3)의 제 1 냉각액(7) 및 제 2 냉각액 회로(4)의 제 2 냉각액(8) 사이에서 따로따로 열교환시켜서 저압의 가스 형상 냉매로 하는 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)를, 배관에서 순차적으로 직렬이며 또한 루프 형상으로 접속함으로써 형성되어 있다.
상기 제 1 주팽창 밸브(18)와 제 1 열교환기(21)는 서로 직렬로 접속되어 제 1 열교환 유로부(23)를 형성하고, 상기 제 2 주팽창 밸브(19)와 제 2 열교환기(22)도 서로 직렬로 접속되어서 제 2 열교환 유로부(24)를 형성하고 있고, 이들 제 1 열교환 유로부(23)와 제 2 열교환 유로부(24)가, 상기 콘덴서(17)의 출구로부터 압축기(16)의 흡입구(16b)에 이르기까지의 회로 부분에 분기점(2a)에서 서로 분기되어 합류점(2b)에서 서로 합류하도록 서로 병렬로 접속되어 있다.
상기 제 1 열교환기(21)는 케이스(21a)의 내부에 상기 냉매가 흐르는 냉매 유통부(21b)와, 상기 냉각액(7)이 흐르는 냉각액 유통부(21c)를 형성하고, 상기 냉매 유통부(21b) 내를 흐르는 냉매와, 상기 냉각액 유통부(21c) 내를 흐르는 냉각액(7) 사이에서 열교환을 행하도록 한 것이다.
또한, 상기 제 2 열교환기(22)도 마찬가지로, 케이스(22a)의 내부에 상기 냉매가 흐르는 냉매 유통부(22b)와, 상기 냉각액(8)이 흐르는 냉각액 유통부(22c)를 형성하고, 상기 냉매 유통부(22b) 내를 흐르는 냉매와, 상기 냉각액 유통부(22c) 내를 흐르는 냉각액(8) 사이에서 열교환을 행하도록 한 것이다.
상기 제 1 열교환기(21)의 냉매 유통부(21b) 및 제 2 열교환기(22)의 냉매 유통부(22b)를 흐르는 냉매의 유량은, 상기 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)의 개도를 증감시킴으로써 증감하고, 그것에 따라, 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)의 냉각 능력이 조정된다. 상기 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)는 저온의 냉매를 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)에 공급하는 것이기 때문에 냉각용의 팽창 밸브라고 할 수 있다.
상기 냉동 회로(2)의, 상기 압축기(16)의 토출구(16a)와 콘덴서(17) 사이의 분기점(2c)과, 상기 제 1 열교환 유로부(23)에 있어서의 상기 제 1 주팽창 밸브(18)와 제 1 열교환기(21) 사이의 합류점(2d)에는 제 1 분기 유로(25)의 일단과 타단이 접속되고, 또한, 상기 분기점(2c)과, 상기 제 2 열교환 유로부(24)에 있어서의 상기 제 2 주팽창 밸브(19)와 제 2 열교환기(22) 사이의 합류점(2e)에는, 제 2 분기 유로(26)의 일단과 타단이 접속되어 있고, 상기 제 1 분기 유로(25)에는 제 1 부팽창 밸브(27)가 접속되고, 상기 제 2 분기 유로(26)에는 제 2 부팽창 밸브(28)가 접속되어 있다.
상기 제 1 분기 유로(25) 및 제 2 분기 유로(26)는 상기 압축기(16)로부터 토출된 고온의 가스 형상 냉매의 일부를 가열용 냉매로서 상기 제 1 열교환 유로부(23) 및 제 2 열교환 유로부(24)에 공급하는 것이고, 이 가열용 냉매의 공급에 의해, 상기 제 1 열교환 유로부(23) 및 제 2 열교환 유로부(24)의 내부를 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)를 향하는 냉매의 온도가 조정되고, 그것에 의해, 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)의 냉각 능력이 조정된다.
상기 가열용 냉매의 유량은 상기 제 1 부팽창 밸브(27) 및 제 2 부팽창 밸브(28)의 개도를 증감시킴으로써 증감하고, 그것에 따라, 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)를 향하는 냉매의 온도가 조정된다. 따라서, 상기 제 1 부팽창 밸브(27) 및 제 2 부팽창 밸브(28)는 가열용의 팽창 밸브라고 할 수 있다.
상기 제 1 주팽창 밸브(18), 제 2 주팽창 밸브(19), 제 1 부팽창 밸브(27), 및 제 2 부팽창 밸브(28)는 스테핑 모터에 의해 개도를 전폐로부터 전개까지의 범위에서 임의로 조정 가능한 전자 팽창 밸브이며, 이들 팽창 밸브는 상기 제어 장치(10)에 전기적으로 접속되어, 상기 제어 장치(10)에서 각각의 개도가 제어된다.
상기 콘덴서(17)는 전동 모터(17a)에서 구동되는 팬(17b)에 의해 냉매를 냉각하는 공랭식의 콘덴서이며, 상기 팬(17b)은 상기 하우징(9)의 상면에 형성된 팬 수용부(9a) 내에 설치되고, 상기 팬 수용부(9a)에 냉각풍을 상방을 향해서 배출하는 배기구(9b)가 형성되어 있다. 또한, 상기 하우징(9)의 측면의 상기 콘덴서(17)에 대면하는 위치에는 외기를 냉각풍으로 해서 흡입하는 흡기구(9c)가 형성되고, 상기 흡기구(9c)로부터 흡입된 냉각풍이 상기 콘덴서(17)를 통과할 때 냉매를 냉각하고, 그 후 상기 배기구(9b)로부터 하우징(9)의 외부로 배출되도록 구성되어 있다.
상기 압축기(16) 및 팬(17b)은 상기 제어 장치(10)에 전기적으로 접속되고, 상기 제어 장치(10)에서 인버터 제어됨으로써 각각의 회전수나 출력 등이 제어된다.
그러나, 상기 콘덴서(17)는 수랭식이라도 좋다.
또한, 상기 냉동 회로(2)에는, 상기 압축기(16)의 토출구(16a)로부터 상기 분기점(2c)에 이르기까지의 부분에 상기 압축기(16)로부터 토출된 냉매의 온도를 측정하기 위해서 제 1 냉매 온도 센서(31)가 접속되고, 상기 콘덴서(17)의 출구(17c)로부터, 상기 제 1 열교환 유로부(23)와 제 2 열교환 유로부(24)가 분기되는 상기 분기점(2a)에 이르기까지의 부분에, 냉매 중의 불순물을 여과하는 필터(32)와, 상기 냉매의 압력을 측정하는 제 1 냉매 압력 센서(33)가 순차적으로 접속되고, 상기 제 1 열교환 유로부(23)와 제 2 열교환 유로부(24)의 합류점(2b)으로부터 상기 압축기(16)의 흡입구(16b)에 이르기까지의 부분에, 상기 압축기(16)에 흡입되는 냉매의 온도를 측정하는 제 2 냉매 온도 센서(34)와, 상기 냉매의 압력을 측정하는 제 2 냉매 압력 센서(35)가 접속되어 있다.
상기 제 1 및 제 2 냉매 온도 센서(31, 34)와, 상기 제 1 및 제 2 냉매 압력센서(33, 35)는 상기 제어 장치(10)에 전기적으로 접속되고, 그것들의 측정 결과에 의거하여, 상기 제어 장치(10)에 의해 상기 압축기(16)나 콘덴서(17)의 전동 모터(17a)의 회전수나 출력 등이 제어된다.
또한, 상기 냉동 회로(2)에 있어서, 상기 압축기(16)의 토출구(16a)로부터 상기 콘덴서(17)를 거쳐 상기 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)에 이르기까지의 부분은, 냉매 압력이 높은 고압측 부분이며, 이것에 대하여, 상기 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)의 출구로부터 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)를 거쳐 상기 압축기(16)의 흡입구(16b)에 이르기까지의 부분은, 냉매 압력이 낮은 저압측 부분이다.
상기 제 1 냉각액 회로(3)는 상기 제 1 냉각액(7)을 수용한 제 1 탱크(40)와, 상기 제 1 탱크(40)에 설치된 침지식의 제 1 펌프(41)와, 상기 제 1 펌프(41)의 토출구(41a)와 상기 제 1 열교환기(21)의 냉각액 유통부(21c)의 입구를 연결하는 1차측 공급 관로(43)와, 상기 냉각액 유통부(21c)의 출구와 공급측의 상기 부하 접속구(11)를 연결하는 2차측 공급 관로(44)와, 리턴측의 상기 부하 접속구(12)와 제 1 탱크(40)를 연결하는 리턴 관로(45)를 갖고, 상기 공급측의 부하 접속구(11)와 리턴측의 부하 접속구(12)에 상기 제 1 부하(5)의 공급측의 부하 배관(5a)과 리턴측의 부하 배관(5b)이 접속되어 있다.
이것에 의해, 상기 제 1 냉각액 회로(3)는, 상기 제 1 탱크(40) 내의 제 1 냉각액(7)을 상기 제 1 펌프(41)로 상기 제 1 열교환기(21)의 냉각액 유통부(21c)로 보내고, 이 냉각액 유통부(21c)에서 상기 냉매 유통부(21b) 내를 흐르는 냉매와 열교환시켜서 설정 온도로 조정한 후, 상기 2차측 공급 관로(44)를 통해 즉시 상기 제 1 부하(5)에 공급하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 부하 접속구(11)에는 상기 제 1 냉각액(7) 중의 물리적인 불순물을 제거하기 위한 제 1 필터(46)가 부착되고, 상기 제 1 필터(46)를 통해서 상기 제 1 냉각액(7)이 상기 제 1 부하(5)에 공급된다. 상기 제 1 필터(46)는 상기 하우징(9)의 외부에 배치되어 있지만, 상기 하우징(9)의 내부에 배치되어 있어도 좋다.
상기 제 1 탱크(40)에는 상기 제 1 냉각액(7)의 액위를 외부로부터 감시하기 위한 액위계(47)와, 상기 액위의 상한과 하한을 검출하기 위한 레벨 스위치(48a, 48b)가 설치되고, 또한, 상기 하우징(9)의 외면에 형성된 드레인구(49)에 연통하는 드레인관(50)이 접속되어 있다. 그러나, 상기 제 1 탱크(40) 내에는 상기 제 1 냉각액(7)의 온도를 조정하기 위한 전기 히터는 설치되어 있지 않다.
또한, 상기 2차측 공급 관로(44)에는, 제 1 열교환기(21)에서 온도 조정된 후 제 1 부하(5)를 향하는 상기 제 1 냉각액(7)의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서(51)와, 상기 제 1 냉각액(7)의 압력을 측정하는 제 1 압력 센서(52)가 접속되고, 상기 리턴 관로(45)에는 제 1 부하(5)로부터 상기 제 1 탱크(40)를 향하는 제 1 냉각액(7)의 온도를 측정하는 리턴측 온도 센서(53)가 접속되어 있다. 상기 제 1 온도 센서(51), 리턴측 온도 센서(53), 및 제 1 압력 센서(52)는 상기 제어 장치(10)에 전기적으로 접속되고, 측정된 제 1 냉각액(7)의 온도나 압력 등에 의거하여, 상기 제어 장치(10)에 의해 상기 제 1 펌프(41)나 상기 냉동 회로(2)의 각 팽창 밸브(18, 19, 27, 28) 등이 제어된다.
또한, 상기 2차측 공급 관로(44)와 리턴 관로(45)에는 유량 조정용의 바이패스 관로(54)가 접속되어 있다. 이 바이패스 관로(54)는, 상기 2차측 공급 관로(44)에 있어서의 부하 접속구(11)와 공급측 온도 센서(51) 사이의 위치와, 상기 리턴 관로(45)에 있어서의 부하 접속구(12)와 리턴측 온도 센서(53) 사이의 위치에 접속되어 있어서, 상기 바이패스 관로(54)에 개도 조정 가능한 수동 개폐식의 투웨이 밸브(55)가 접속되어 있다.
상기 바이패스 관로(54)는 상기 2차측 공급 관로(44)를 흐르는 제 1 냉각액(7)의 일부를 상기 리턴 관로(45)로 분류시킴으로써, 상기 2차측 공급 관로(44)로부터 상기 제 1 부하(5)에 공급되는 제 1 냉각액(7)의 유량을, 상기 제 1 부하(5)의 냉각에 최적인 유량이 되도록 조정할 수 있는 것이다. 상기 투웨이 밸브(55)가 전폐되어 있을 때는, 상기 바이패스 관로(54)를 제 1 냉각액(7)은 흐르지 않고, 상기 제 1 냉각액(7)의 전량이 상기 제 1 부하(5)에 공급된다.
상기 제 2 냉각액 회로(4)는 상기 제 2 냉각액(8)을 수용한 제 2 탱크(60)와, 상기 제 2 탱크(60)의 외부에 설치된 비침지식의 제 2 펌프(61)와, 상기 제 2 펌프(61)의 토출구(61a)와 상기 제 2 열교환기(22)의 냉각액 유통부(22c)의 입구를 연결하는 1차측 공급 관로(63)와, 상기 냉각액 유통부(22c)의 출구와 공급측의 상기 부하 접속구(13)를 연결하는 2차측 공급 관로(64)와, 리턴측의 상기 부하 접속구(14)와 제 2 탱크(60)를 연결하는 리턴 관로(65)를 갖고, 상기 공급측의 부하 접속구(13)와 리턴측의 부하 접속구(14)에, 상기 제 2 부하(6)의 공급측의 부하 배관 (6a)과 리턴측의 부하 배관(6b)이 접속되어 있다.
이것에 의해 상기 제 2 냉각액 회로(4)는 상기 제 2 탱크(60) 내의 제 2 냉각액(8)을 상기 제 2 펌프(61)로 상기 제 2 열교환기(22)의 냉각액 유통부(22c)로 보내고, 이 냉각액 유통부(22c)에서 상기 냉매 유통부(22b) 내를 흐르는 냉매와 열교환시켜서 설정 온도로 조정한 후, 상기 2차측 공급 관로(64)를 통해 즉시 상기 제 2 부하(6)에 공급하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 제 1 냉각액 회로(3)에 있어서의 상기 제 1 탱크(40)의 용량은, 상기 제 1 냉각액 회로(4)에 있어서의 상기 제 2 탱크(60)의 용량보다 크다. 도시한 실시형태에 있어서, 상기 제 1 탱크(40)의 용량은 60L, 상기 제 2 탱크(60)의 용량은 7L이지만, 상기 제 1 탱크(40) 및 제 2 탱크(60)의 용량은 이것보다 커도 작아도 개의치 않는다.
또한, 상기 공급측의 부하 접속구(13)에는 상기 제 2 냉각액(8) 중의 물리적인 불순물을 제거하기 위한 제 2 필터(66)가 설치되고, 상기 제 2 필터(66)를 통해서 상기 제 2 냉각액(8)이 상기 제 2 부하(6)에 공급된다. 상기 제 2 필터(66)는 상기 하우징(9)의 외부에 배치되어 있지만, 상기 하우징(9)의 내부에 배치되어 있어도 좋다.
상기 제 2 탱크(60)에는 상기 제 2 냉각액(8)의 액위를 외부로부터 감시하기 위한 액위계(67)와, 상기 액위의 상한과 하한을 검출하기 위한 레벨 스위치(68a, 68b)가 설치되고, 또한, 상기 하우징(9)의 외면에 형성된 드레인구(69)에 연통하는 드레인관(70)이 접속되어 있다. 그러나, 상기 제 2 탱크(60) 내에는 상기 제 2 냉각액(8)의 온도를 조정하기 위한 전기 히터는 설치되어 있지 않다.
또한, 상기 2차측 공급 관로(64)에는, 제 2 열교환기(22)에서 온도 조정된 후 제 2 부하(6)를 향하는 제 2 냉각액(8)의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서(71)와, 상기 제 2 냉각액(8)의 압력을 측정하는 제 2 압력 센서(72)가 접속되고, 상기 리턴 관로(65)에는 제 2 부하(6)로부터 상기 제 2 탱크(60)를 향하는 제 2 냉각액(8)의 유량을 측정하는 유량계(73)가 접속되어 있다. 상기 제 2 온도 센서(71), 제 2 압력 센서(72), 및 유량계(73)는 상기 제어 장치(10)에 전기적으로 접속되고, 측정된 제 2 냉각액(8)의 온도나 압력 또는 유량 등에 의거하여, 상기 제어 장치(10)에 의해, 상기 제 2 펌프(61)나 상기 냉동 회로(2)의 각 팽창 밸브(18, 19, 27, 28) 등이 제어된다.
또한, 상기 2차측 공급 관로(64)와 리턴 관로(65)에는 바이패스 관로(74)와 여과 관로(76)가 접속되어 있다. 상기 바이패스 관로(74) 및 여과 관로(76)는, 상기 2차측 공급 관로(64)에 있어서의 상기 부하 접속구(13)와 제 2 온도 센서(71) 사이의 위치와, 상기 리턴 관로(65)에 있어서의 상기 유량계(73)와 제 2 탱크(60) 사이의 위치에 서로 병렬을 이루도록 접속되어 있다.
상기 바이패스 관로(74)에는 수동 개폐식의 투웨이 밸브(75)가 접속되고, 상기 투웨이 밸브(75)의 개도를 조정해서 상기 2차측 공급 관로(64)를 흐르는 제 2 냉각액(8)의 일부를 상기 리턴 관로(65)로 분류시킴으로써, 상기 2차측 공급 관로(64)로부터 상기 제 2 부하(6)에 공급되는 제 2 냉각액(8)의 유량을, 상기 제 2 부하(6)에 최적인 유량이 되도록 조정할 수 있다.
또한, 상기 여과 관로(76)는 상기 제 2 냉각액(순수)(8) 중의 이온성 물질을 제거하기 위한 관로이며, 상기 여과 관로(76)에는 2방향 전자 밸브(77)와 DI 필터(78)가 직렬로 접속되고, 상기 여과 관로(76)와 상기 리턴 관로(65)의 합류점에는, 제 2 냉각액(8)의 전기 전도율을 측정하는 전도율 센서(79)가 접속되어 있고, 상기 2방향 전자 밸브(77)와 DI 필터(78)와 전도율 센서(79)에 의해 전도율 조정 기구(80)가 구성되어 있다.
상기 여과 관로(76)는 통상은 상기 2방향 전자 밸브(77)가 폐쇄됨으로써 폐쇄되어 있다. 그러나, 상기 제 2 냉각액(8) 중의 이온성 물질의 양이 증가함으로써 상기 제 2 냉각액(8)의 전기 전도율이 상승한 것을 상기 전도율 센서(79)가 검출했을 때, 상기 2방향 전자 밸브(77)가 개방됨으로써 개방되고, 상기 2차측 공급 관로(64)의 제 2 냉각액(8)을 상기 DI 필터(78)를 통해 상기 리턴 관로(65)에 흘리고, 상기 제 2 탱크(60)로 환류시킨다. 이것에 의해, 상기 제 2 냉각액(8) 중의 이온성 물질이, 상기 DI 필터(78)에 있어서, 이온 교환에 의해 수지 표면에 흡착되어서 제거된다.
또한, 도 1의 실시형태에 있어서는, 상기 DI 필터(78)가 하우징(9)의 외부에 배치되어 있지만, 상기 DI 필터(78)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 하우징(9)의 내부에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성을 갖는 칠러(1)는 다음과 같이 동작한다.
상기 냉동 회로(2)에 있어서, 상기 압축기(16)로부터 토출되는 고온 고압의 가스 형상 냉매는 상기 콘덴서(17)에서 냉각되어 저온 고압의 액상 냉매로 된 후, 상기 분기점(2a)에서 상기 제 1 열교환 유로부(23)와 제 2 열교환 유로부(24)로 분류된다. 상기 제 1 열교환 유로부(23)에 유입된 액상 냉매는 상기 제 1 주팽창 밸브(18)에서 저온 저압의 액상 냉매로 된 후, 상기 제 1 열교환기(21)에 있어서, 상기 제 1 냉각액 회로(3)의 제 1 냉각액(7)을 냉각함으로써 승온하고, 증발해서 저압의 가스 형상 냉매로 되고, 또한, 상기 제 2 열교환 유로부(24)에 유입된 액상 냉매는 상기 제 2 주팽창 밸브(19)에서 저온 저압의 액상 냉매로 된 후, 상기 제 2 열교환기(22)에 있어서, 상기 제 2 냉각액 회로(4)의 제 2 냉각액(8)을 냉각함으로써 승온하고, 증발해서 저압의 가스 형상 냉매가 된다. 그리고, 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)로부터 나온 가스 형상 냉매는 상기 합류점(2b)에서 합류한 후, 상기 압축기(16)의 흡입구(16b)로 유입된다.
또한, 상기 압축기(16)로부터 토출된 고온 고압의 가스 형상 냉매의 일부는, 상기 제 1 분기 유로(25) 및 제 2 분기 유로(26)를 통해서 상기 제 1 열교환 유로부(23) 및 제 2 열교환 유로부(24)에 가열용 냉매로서 공급된다. 이 가열용 냉매의 공급에 의해, 상기 제 1 열교환 유로부(23) 및 제 2 열교환 유로부(24)의 내부를 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)를 향하는 냉매의 온도가 조정되고, 그 결과, 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)의 냉각 능력이 조정된다.
한편, 상기 제 1 냉각액 회로(3)에 있어서는, 상기 제 1 탱크(40) 내의 제 1 냉각액(7)이 상기 제 1 펌프(41)로부터 1차측 공급 관로(43)를 통해서 상기 제 1 열교환기(21)의 냉각액 유통부(21c)로 보내지고, 상기 제 1 열교환기(21)에서 상기 냉동 회로(2)의 냉매와 열교환함으로써 설정 온도로 조정된 후, 상기 2차측 공급 관로(44)로부터 상기 공급측의 부하 접속구(11)를 통해서 상기 제 1 부하(5)에 보내지고, 상기 제 1 부하(5)를 냉각한다. 이 때, 상기 제 1 부하(5)에 공급되는 제 1 냉각액(7)의 유량을 조정할 필요가 있을 경우에는, 상기 투웨이 밸브(55)를 개방하고, 상기 제 1 냉각액(7)의 일부를 상기 바이패스 관로(54)를 통해서 리턴 관로(45)로 분류시키도록 한다.
상기 제 1 부하(5)를 냉각함으로써 승온한 상기 제 1 냉각액(7)은, 상기 리턴측의 부하 접속구(12)로부터 상기 리턴 관로(45)를 통해서 상기 제 1 탱크(40)로 환류된다.
상기 제 1 냉각액(7)의 온도는 공급측의 상기 제 1 온도 센서(51) 및 리턴측 온도 센서(53)에 의해 항시 측정되고, 측정된 상기 제 1 냉각액(7)의 온도에 의거하여 상기 냉동 회로(2)의 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 1 부팽창 밸브(27)의 개도가 제어됨으로써, 상기 제 1 냉각액(7)의 온도가 섬세하게 조정되어서 설정 온도로 유지된다.
예를 들면, 상기 제 1 온도 센서(51)에 의해 측정된 제 1 냉각액(7)의 온도가 설정 온도보다 높을 경우에는, 상기 제 1 열교환기(21)의 냉각 능력을 높여서 상기 제 1 냉각액(7)의 온도를 낮출 필요가 있기 때문에, 상기 냉동 회로(2)에 있어서의 제 1 주팽창 밸브(18)의 개도가 확대되어 상기 제 1 열교환 유로부(23)를 흐르는 저온의 냉매의 유량이 증대함과 아울러, 상기 제 1 부팽창 밸브(27)의 개도가 감소해서 상기 제 1 분기 유로(25)로부터 제 1 열교환 유로부(23)에 유입되는 고온의 가열용 냉매의 유량이 감소한다. 그 결과, 상기 제 1 열교환기(21)에 유입되는 냉매의 온도가 저하되어 상기 제 1 열교환기(21)의 냉각 능력이 상승하기 때문에, 상기 제 1 냉각액(7)은 냉각되고, 그 온도가 저하되어 설정 온도로 유지된다.
그 반대로, 상기 제 1 냉각액(7)의 온도가 설정 온도보다 낮을 경우에는, 상기 제 1 열교환기(21)로 상기 제 1 냉각액(7)을 가열해서 온도를 올릴 필요가 있기 때문에, 상기 제 1 주팽창 밸브(18)의 개도가 감소해서 상기 제 1 열교환 유로부(23)를 흐르는 저온의 냉매의 유량이 감소함과 아울러, 상기 제 1 부팽창 밸브(27)의 개도가 증대해서 상기 제 1 분기 유로(25)로부터 제 1 열교환 유로부(23)에 유입되는 고온의 가열용 냉매의 유량이 증대한다. 그 결과, 상기 제 1 열교환기(21)에 유입되는 냉매의 온도는 상승하고, 승온한 상기 냉매에 의해 상기 제 1 냉각액(7)이 가열되기 때문에, 상기 제 1 냉각액(7)의 온도는 상승해서 설정 온도로 유지된다.
이 경우, 상기 제 1 냉각액(7)의 온도를 상승시키는 목적을 위하여, 종래의 칠러와 같이 제 1 탱크(40)에 전기 히터를 설치해서 상기 제 1 냉각액(7)을 가열할 필요가 없어, 그 만큼의 전력 소비량이 적다.
또한, 상기 제 2 냉각액 회로(4)에 있어서는, 상기 제 2 탱크(60) 내의 제 2 냉각액(8)이 상기 제 2 펌프(61)로부터 1차측 공급 관로(63)를 통해서 상기 제 2 열교환기(22)의 냉각액 유통부(22c)로 보내지고, 상기 제 2 열교환기(22)에서 상기 냉동 회로(2)의 냉매와 열교환함으로써 설정 온도로 조정된 후, 상기 2차측 공급 관로(64)로부터 상기 공급측의 부하 접속구(13)를 통해서 상기 제 2 부하(6)에 보내지고, 상기 제 2 부하(6)를 냉각한다. 이 때, 상기 제 2 부하(6)에 공급되는 제 2 냉각액(8)의 유량을 조정할 필요가 있을 경우에는, 상기 투웨이 밸브(75)를 개방하고, 상기 제 2 냉각액(8)의 일부를 상기 바이패스 관로(74)를 통해서 리턴 관로(65)로 분류시키도록 한다.
상기 제 2 부하(6)를 냉각함으로써 승온한 상기 제 2 냉각액(8)은, 상기 리턴측의 부하 접속구(14)로부터 상기 리턴 관로(65)를 통해서 상기 제 2 탱크(60)로 환류된다.
상기 제 2 냉각액(8)의 온도는 상기 제 2 온도 센서(71)에 의해 항시 측정되고, 측정된 상기 제 2 냉각액(8)의 온도에 의거하여 상기 냉동 회로(2)의 각 팽창 밸브(19, 28)의 개도가 제어됨으로써, 상기 제 2 냉각액(8)의 온도가 상세하게 조정되어서 설정 온도로 유지된다.
예를 들면, 상기 제 2 온도 센서(71)에 의해 측정된 제 2 냉각액(8)의 온도가 설정 온도보다 높을 경우에는, 상기 제 2 열교환기(22)의 냉각 능력을 높여서 상기 제 2 냉각액(8)의 온도를 낮출 필요가 있기 때문에, 상기 냉동 회로(2)에 있어서의 제 2 주팽창 밸브(19)의 개도가 확대되어 상기 제 2 열교환 유로부(24)를 흐르는 저온의 냉매의 유량이 증대함과 아울러, 상기 제 2 부팽창 밸브(28)의 개도가 감소해서 상기 제 2 분기 유로(26)로부터 제 2 열교환 유로부(24)에 유입되는 고온의 가열용 냉매의 유량이 감소한다. 그 결과, 상기 제 2 열교환기(22)에 유입되는 냉매의 온도가 저하되어 상기 제 2 열교환기(22)의 냉각 능력이 상승하기 때문에, 상기 제 2 냉각액(8)은 냉각되고, 그 온도가 저하되어 설정 온도로 유지된다.
그 반대로, 상기 제 2 냉각액(8)의 온도가 설정 온도보다 낮을 경우에는, 상기 제 2 열교환기(22)에서 상기 제 2 냉각액(8)을 가열해서 온도를 올릴 필요가 있기 때문에, 상기 제 2 주팽창 밸브(19)의 개도가 감소해서 상기 제 2 열교환 유로부(24)를 흐르는 저온의 냉매의 유량이 감소함과 아울러, 상기 제 2 부팽창 밸브(28)의 개도가 증대해서 상기 제 2 분기 유로(26)로부터 제 2 열교환 유로부(24)에 유입되는 고온의 가열용 냉매의 유량이 증대한다. 그 결과, 상기 제 2 열교환기(22)에 유입되는 냉매의 온도는 상승하고, 승온한 상기 냉매에 의해 상기 제 2 냉각액(8)이 가열되기 때문에, 상기 제 2 냉각액(8)의 온도는 상승해서 설정 온도로 유지된다.
이 경우, 상기 제 2 냉각액(8)의 온도를 상승시키는 목적을 위하여, 종래의 칠러와 같이 제 2 탱크(60)에 전기 히터를 설치해서 상기 제 2 냉각액(8)을 가열할 필요가 없어, 그 만큼의 전력 소비량이 적다.
또한, 상기 제 2 냉각액(8) 중의 이온성 물질의 양이 증가하면, 상기 전도율 센서(79)에서 측정되는 상기 제 2 냉각액(8)의 전기 전도율이 상승하기 때문에, 상기 2방향 전자 밸브(77)가 개방되어 상기 여과 관로(76)가 개방되고, 상기 여과 관로(76)를 상기 제 2 냉각액(8)이 흐름으로써, 상기 제 2 냉각액(8) 중의 이온성 물질이 상기 DI 필터(78)로 제거된다. 이 때, 상기 제 2 부하(6)의 냉각을 계속하면서, 상기 제 2 냉각액(8)의 일부를 상기 여과 관로(76)에 흘려서 여과하도록 하는 것도, 상기 제 2 부하(6)의 냉각을 정지하고, 상기 제 2 냉각액(8)의 전부를 상기 여과 관로(76)에 흘려서 여과하도록 할 수도 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 상기 칠러(1)는 상기 냉동 회로(2)에 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)를 병렬로 접속함과 아울러, 상기 제 1 열교환기(21) 및 제 2 열교환기(22)에, 저온의 냉매를 공급하는 냉각용의 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)와, 고온의 냉매를 공급하는 가열용의 제 1 부팽창 밸브(27) 및 제 2 부팽창 밸브(28)를 각각 접속하고, 이들 냉각용의 제 1 주팽창 밸브(18) 및 제 2 주팽창 밸브(19)와 가열용의 제 1 부팽창 밸브(27) 및 제 2 부팽창 밸브(28)의 개도를 상관적으로 조정함으로써, 각각의 열교환기(21, 22)를 냉각과 가열로 구별지어 쓰고, 각 열교환기(21, 22)에 접속된 냉각액 회로(3, 4)의 냉각액(7, 8)의 온도를 따로따로 조정하도록 하고 있으므로, 상기 냉각액(7, 8)의 온도 변화에 대한 응답성이 우수하고, 온도 제어의 정밀도도 높다. 또한, 상기 냉각액(7, 8)을 전기 히터로 가열할 필요가 없기 때문에 전력 소비량도 적다.
또한, 상기 제 1 냉각액(7)과 제 2 냉각액(8)의 설정 온도 및 설정 유량을 서로 다른 값으로 설정함으로써, 예를 들면 레이저 용접 장치에 있어서의 레이저 발진기 및 프로브와 같은 온도가 다른 2개의 부하의 냉각에 알맞은 칠러를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 상기 제 1 냉각액(7)에 청수를 사용하고 있지만, 상기 제 1 냉각액(7)에 순수를 사용해도 좋다. 또는, 상기 제 1 냉각액(7) 및 제 2 냉각액(8) 중 적어도 제 2 냉각액에 에틸렌글리콜을 사용할 수도 있다.
1 : 칠러
2 : 냉동 회로
2c : 분기점
2d, 2e : 합류점
3 : 제 1 냉각액 회로
4 : 제 2 냉각액 회로
5 : 제 1 부하
6 : 제 2 부하
7 : 제 1 냉각액
8 : 제 2 냉각액
9 : 하우징
10 : 제어 장치
11, 13 : 공급측의 부하 접속구
12, 14 : 리턴측의 부하 접속구
16 : 압축기
17 : 콘덴서
18 : 제 1 주팽창 밸브
19 : 제 2 주팽창 밸브
21 : 제 1 열교환기
22 : 제 2 열교환기
23 : 제 1 열교환 유로부
24 : 제 2 열교환 유로부
25 : 제 1 분기 유로
26 : 제 2 분기 유로
27 : 제 1 부팽창 밸브
28 : 제 2 부팽창 밸브
40 : 제 1 탱크
41 : 제 1 펌프
43 : 1차측 공급 관로
44 : 2차측 공급 관로
45 : 리턴 관로
46 : 제 1 필터
51 : 제 1 온도 센서
60 : 제 2 탱크
61 : 제 2 펌프
63 : 1차측 공급 관로
64 : 2차측 공급 관로
65 : 리턴 관로
66 : 제 2 필터
71 : 제 2 온도 센서
76 : 여과 관로
77 : 2방향 전자 밸브
78 : DI 필터
79 : 전도율 센서
80 : 전도율 조정 기구
2 : 냉동 회로
2c : 분기점
2d, 2e : 합류점
3 : 제 1 냉각액 회로
4 : 제 2 냉각액 회로
5 : 제 1 부하
6 : 제 2 부하
7 : 제 1 냉각액
8 : 제 2 냉각액
9 : 하우징
10 : 제어 장치
11, 13 : 공급측의 부하 접속구
12, 14 : 리턴측의 부하 접속구
16 : 압축기
17 : 콘덴서
18 : 제 1 주팽창 밸브
19 : 제 2 주팽창 밸브
21 : 제 1 열교환기
22 : 제 2 열교환기
23 : 제 1 열교환 유로부
24 : 제 2 열교환 유로부
25 : 제 1 분기 유로
26 : 제 2 분기 유로
27 : 제 1 부팽창 밸브
28 : 제 2 부팽창 밸브
40 : 제 1 탱크
41 : 제 1 펌프
43 : 1차측 공급 관로
44 : 2차측 공급 관로
45 : 리턴 관로
46 : 제 1 필터
51 : 제 1 온도 센서
60 : 제 2 탱크
61 : 제 2 펌프
63 : 1차측 공급 관로
64 : 2차측 공급 관로
65 : 리턴 관로
66 : 제 2 필터
71 : 제 2 온도 센서
76 : 여과 관로
77 : 2방향 전자 밸브
78 : DI 필터
79 : 전도율 센서
80 : 전도율 조정 기구
Claims (5)
- 제 1 부하에 제 1 냉각액을 설정 유량으로 공급하는 제 1 냉각액 회로와, 제 2 부하에 제 2 냉각액을 설정 유량으로 공급하는 제 2 냉각액 회로와, 상기 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액의 온도를 설정 온도로 조정하는 1개의 냉동 회로와, 칠러 전체를 제어하는 제어 장치를 갖고,
상기 냉동 회로는 가스 형상 냉매를 압축해서 고온 고압의 가스 형상 냉매로 하는 압축기와, 상기 압축기로부터 보내지는 가스 형상 냉매를 냉각해서 저온 고압의 액상 냉매로 하는 콘덴서와, 상기 콘덴서로부터 보내지는 액상 냉매를 팽창시켜서 저온 저압의 액상 냉매로 하는 개도 조정 가능한 제 1 주팽창 밸브 및 제 2 주팽창 밸브와, 상기 제 1 주팽창 밸브로부터 보내지는 액상 냉매를 상기 제 1 냉각액 회로의 제 1 냉각액과 열교환시켜서 저압의 가스 형상 냉매로 하는 제 1 열교환기와, 상기 제 2 주팽창 밸브로부터 보내지는 액상 냉매를 상기 제 2 냉각액 회로의 제 2 냉각액과 열교환시켜서 저압의 가스 형상 냉매로 하는 제 2 열교환기를 갖고, 상기 제 1 주팽창 밸브와 제 1 열교환기는 서로 직렬로 접속되어서 제 1 열교환 유로부를 형성하고, 상기 제 2 주팽창 밸브와 제 2 열교환기는 서로 직렬로 접속되어 제 2 열교환 유로부를 형성하고, 이들 제 1 열교환 유로부와 제 2 열교환 유로부는 서로 병렬로 접속되어 있고,
상기 냉동 회로는 또한, 상기 압축기와 콘덴서 사이의 분기점과, 상기 제 1 열교환 유로부에 있어서의 제 1 주팽창 밸브와 제 1 열교환기 사이의 합류점을, 서로 접속하는 제 1 분기 유로를 가짐과 아울러, 상기 분기점과, 상기 제 2 열교환 유로부에 있어서의 제 2 주팽창 밸브와 제 2 열교환기 사이의 합류점을, 서로 접속하는 제 2 분기 유로를 갖고, 상기 제 1 분기 유로에 개도 조정 가능한 제 1 부팽창 밸브가 접속되고, 상기 제 2 분기 유로에 개도 조정 가능한 제 2 부팽창 밸브가 접속되어 있고,
상기 제 1 냉각액 회로는 상기 제 1 냉각액이 수용된 제 1 탱크와, 상기 제 1 탱크 내의 제 1 냉각액을 1차측 공급 관로를 통해서 상기 제 1 열교환기로 보내는 제 1 펌프와, 상기 제 1 열교환기에서 온도 조정된 제 1 냉각액을 상기 제 1 부하에 보내는 2차측 공급 관로와, 상기 2차측 공급 관로에 접속된 제 1 온도 센서와, 상기 제 1 부하로부터의 제 1 냉각액을 상기 제 1 탱크로 되돌리는 리턴 관로와, 상기 2차측 공급 관로의 단부에 형성된 공급측의 부하 접속구와, 상기 리턴 관로의 단부에 형성된 리턴측의 부하 접속구를 갖고,
상기 제 2 냉각액 회로는 상기 제 2 냉각액이 수용된 제 2 탱크와, 상기 제 2 탱크 내의 제 2 냉각액을 1차측 공급 관로를 통해서 상기 제 2 열교환기에 보내는 제 2 펌프와, 상기 제 2 열교환기에서 온도 조정된 제 2 냉각액을 상기 제 2 부하에 보내는 2차측 공급 관로와, 상기 2차측 공급 관로에 접속된 제 2 온도 센서와, 상기 제 2 부하로부터의 제 2 냉각액을 상기 제 2 탱크로 되돌리는 리턴 관로와, 상기 2차측 공급 관로의 단부에 형성된 공급측의 부하 접속구와, 상기 리턴 관로의 단부에 형성된 리턴측의 부하 접속구를 갖고,
상기 제 2 냉각액의 설정 온도는 상기 제 1 냉각액의 설정 온도와 동등하거나, 또는 상기 제 2 냉각액의 설정 온도보다 높고, 상기 제 1 냉각액의 설정 유량은 상기 제 2 냉각액의 설정 유량보다 많고, 상기 제 1 탱크의 용량은 상기 제 2 탱크의 용량보다 큰 것을 특징으로 하는 듀얼 칠러. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 냉각액 회로는 상기 제 2 냉각액의 전기 전도율을 조정하기 위한 전도율 조정 기구를 갖고, 상기 전도율 조정 기구는 상기 제 2 냉각액 중의 이온성 물질을 제거하기 위한 DI 필터와, 상기 제 2 냉각액의 전기 전도율을 측정하기 위한 전도율 센서와, 상기 전도율 센서에서 측정된 전기 전도율에 따라 개폐하는 전자 밸브를 갖고,
상기 DI 필터 및 전자 밸브는 상기 제 2 냉각액 회로의 상기 2차측 공급 관로와 리턴 관로를 연결하는 여과 관로에 접속되고,
상기 전도율 센서는 상기 제 2 냉각액 회로의 상기 리턴 관로에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼 칠러. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 냉동 회로와 상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로는 1개의 하우징의 내부에 수용되고, 상기 하우징의 외부에 상기 제 1 냉각액 회로에 있어서의 공급측의 부하 접속구 및 리턴측의 부하 접속구와, 상기 제 2 냉각액 회로에 있어서의 공급측의 부하 접속구 및 리턴측의 부하 접속구가 각각 형성되어 있고,
상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로는, 상기 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액에 포함되는 물리적인 불순물을 제거하기 위한 제 1 필터 및 제 2 필터를 갖고, 상기 제 1 필터 및 제 2 필터는, 상기 하우징의 외부에 있어서, 상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로에 있어서의 공급측의 부하 접속구에 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼 칠러. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 제 1 냉각액 회로의 제 1 온도 센서 및 제 2 냉각액 회로의 제 2 온도 센서에서 각각 측정된 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액의 온도에 의거하여, 상기 제 1 열교환기에 접속된 제 1 주팽창 밸브와 제 1 부팽창 밸브의 개도, 및, 상기 제 2 열교환기에 접속된 제 2 주팽창 밸브와 제 2 부팽창 밸브의 개도를 각각 상관적으로 조정함으로써, 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기에 유입되는 저온의 냉매와 고온의 냉매의 유량을 조정하고, 그것에 의해서 상기 제 1 냉각액 회로 및 제 2 냉각액 회로에 있어서의 상기 제 1 냉각액 및 제 2 냉각액의 온도를 설정 온도로 유지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼 칠러. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 냉각액 회로의 제 1 펌프는 상기 제 1 탱크의 내부에 설치된 침지식의 펌프이며, 상기 제 2 냉각액 회로의 제 2 펌프는 상기 제 2 탱크의 외부에 설치된 비침지식의 펌프인 것을 특징으로 하는 듀얼 칠러.
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