KR20210116410A - 냉매 제어 시스템 및 냉각 시스템 - Google Patents

Abstract

냉매 저장량을 증가시키면서 저장 섹션을 콤팩트한 크기로 만들 수 있는 냉매 제어 시스템 및 냉각 시스템을 제공하기 위한 것이다.
냉매 제어 시스템은, 제1 냉매를 저장하는 저장 부분(30); 제1 순환 유로(61)의 유출구 측 배관(62a)에 연결된 제1 서브-배관(71a); 제1 순환 유로(61)의 유입구 측 배관(62b)에 연결된 제2 서브-배관(71b); 유입구 측 배관(62b)에 연결되고, 유출구 측 배관(62a)의 열보다 낮은 제3 서브-배관(71c)의 열이 저장 부분(30)의 제1 냉매로 전달될 수 있도록 하는 제3 서브-배관(71c); 제1 서브-배관(71a)에 제공된 제1 개폐 밸브(72a); 제2 서브-배관(71b)에 제공된 제2 개폐 밸브(72b); 제3 서브-배관에 제공된 제3 개폐 밸브(72); 및 제2 냉매의 설정 온도에 기초하여 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b), 및 제3 개폐 밸브(72c)의 개폐 제어를 수행하는 개폐 제어 유닛을 포함한다.

Description

냉매 제어 시스템 및 냉각 시스템

본 발명은 냉매 제어 시스템 및 냉각 시스템에 관한 것이다.

종래 냉각 대상을 냉각시키는 장치가 제안되었다. 예를 들어, 특허 문헌 1의 장치는 고원(high source, 高元) 냉동 사이클(이는 고원 측 컴프레서, 고원 측 콘덴서ㅡ고원 측 다이어프램 장치, 및 배관을 통한 고원 측 증발기를 연결하고 냉매를 순환시킴), 저원(low source, 低元) 냉동 사이클(이는 저원 측 컴프레서, 보조 라디에이터, 저원 측 콘덴서, 저원 측 다이어프램 장치, 및 배관을 통한 저원 측 증발기를 연결하고 냉매를 순환시킴), 및 캐스케이드 콘덴서(이는 상기 고원 측 증발기와 상기 저원 측 콘덴서를 서로 결합시켜 이를 통과하는 냉매 사이에 열 교환시키도록 구성됨)를 포함한다. 또한, 저원 냉동 사이클의 배관에 있는 저원 측 컴프레서의 흡입 측 배관은, 솔레노이드 밸브를 통해 팽창 탱크에 연결되기 때문에, 저원 냉동 사이클의 압력은, 솔레노이드 밸브가 열리고 저원 냉동 사이클의 냉매가 팽창 탱크로 흘러 들어가는 방식으로 설정 압력 이상이 되지 않도록 조절될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 저원 냉동 사이클의 저원 측 증발기 근처에 배치된 냉각 대상과 저원 냉동 사이클의 냉매 사이에서 열을 교환하고 냉각 대상을 냉각하는 것이 가능하다.

[특허 문헌 1] 국제 공개 WO 2014/181399

특허 문헌 1의 장치에서, 전술한 바와 같이, 팽창 탱크는 저원 측 컴프레서의 흡입 측 배관으로부터 흐르는 냉매를 모으기 위해 단지 사용되기 때문에, 예를 들어 팽창 탱크의 냉매 저장량을 늘리는 경우에 팽창 탱크는 크기가 늘어난다. 그 결과, 팽창 탱크의 설치 비용이 많이 들 위험이 있다. 전술한 이유로 인해, 팽창 탱크와 같은 저장 섹션에 냉매 저장량을 증가시키면서 저장 섹션을 콤팩트한 크기로 만드는 관점에서, 개선의 여지가 있다.

본 발명은 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은 냉매 저장량을 증가시키면서 저장 섹션을 콤팩트한 크기로 만들 수 있는, 냉매 제어 시스템 및 냉각 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 문제점을 해결하고 본 목적을 달성하기 위해, 제1항의 냉매 제어 시스템은, 압축 섹션에 연결된 순환 유로를 흐르는 냉매를 제어하고, 상기 압축 섹션에 의해 압축된 냉매를 순환시켜 냉매와 냉각 대상 사이에서 열을 교환하는 냉매 제어 시스템이고, 상기 냉매 제어 시스템은, 상기 냉매를 저장하는 저장 섹션; 상기 순환 유로를 구성하는 유출구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유출구 측에 위치하는 제1 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 냉매를 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 유입시키는 제1 배관; 상기 순환 유로를 구성하는 유입구 측 배관에 연결되고 압축 섹션의 유입구 측에 위치하는 제2 배관으로서, 상기 저장 섹션의 냉매를 상기 제2 배관을 통해 유입구 측 배관으로 유입시키는 제2 배관; 상기 유입구 측 배관과 연결되는 제3 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 열보다 낮은 상기 제3 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제3 배관; 상기 제1 배관에 제공되고 상기 유출구 측 배관의 냉매가 상기 저장 섹션으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제1 개폐 밸브; 상기 제2 배관에 제공되고 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 유입구 측 배관으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제2 개폐 밸브; 상기 제3 배관에 제공되고 상기 제3 배관에 대해 상류 부분에 있는 상기 냉매가 상기 제3 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제3 개폐 밸브; 및 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 제1 개폐 밸브, 제2 개폐 밸브, 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 개폐 제어 섹션을 포함한다.

제2항의 냉매 제어 시스템은 제1항의 냉매 제어 시스템에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 연다.

제3항의 냉매 제어 시스템은 제2항의 냉매 제어 시스템에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 개폐 제어 섹션은, 적어도 소정의 방법에 의해 획득된 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 높거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 적어도 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 낮거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 연다.

제4항의 냉매 제어 시스템은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 유출구 측 배관에 연결되는 제4 배관으로서, 상기 제3 배관의 열보다 높은 상기 제4 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제4 배관; 및 상기 제4 배관에 제공되고 상기 제4 배관의 저장 섹션에 대해 상류 부분에 있는 냉매를 상기 제4 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제4 개폐 밸브를 더 포함하고, 상기 개폐 제어 섹션은, 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 제1 개폐 밸브, 제2 개폐 밸브, 제3 개폐 밸브, 및 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행한다.

제5항의 냉매 제어 시스템은 제4항의 냉매 제어 시스템에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 연다.

제6항의 냉매 제어 시스템은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관 각각의 부분이 다른 부분보다 높게 위치하도록 상기 제1 배관과 상기 제2 배관을 형성함으로써, 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관을 통해 상기 유출구 측 배관 또는 상기 유입구 측 배관으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

제7항의 냉매 제어 시스템은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 방지 섹션을 더 포함한다.

제8항의 냉매 제어 시스템은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 저장 섹션의 냉매의 온도를 조절하는 온도 조절 섹션을 더 포함한다.

제9항의 냉매 제어 시스템은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 냉매는 이산화탄소이다.

제10항의 냉매 제어 시스템은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 냉각 대상은 반도체 제조 시스템을 냉각시키기 위한 냉매이다.

제11항의 냉각 시스템은 냉매를 사용하여 상기 냉각 대상을 냉각하기 위한 냉각 시스템으로서, 상기 냉매를 압축하는 압축 섹션; 상기 압축 섹션에 연결되고 상기 냉각 대상 측에 위치하는 냉각 대상 측 배관을 포함하며, 상기 압축 섹션에 의해 압축된 냉매와 상기 냉각 대상 사이의 열 교환을 위해 상기 냉매를 순환시키는 순환 유로; 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템; 및 냉각 대상 측 배관에 제공되고 냉각 대상 측 배관의 냉매와 상기 냉각 대상 사이에서 열을 교환하는 열 교환 섹션을 포함한다.

제12항의 냉각 시스템은 제11항에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 열 교환 섹션은, 상기 냉각 대상을 냉각할 수 있는 제1 열 교환 섹션과 상기 제1 열 교환 섹션에 의해 냉각된 상기 냉각 대상을 가열할 수 있는 제2 열 교환 섹션을 포함하고, 상기 냉각 대상 측 배관은, 상기 제1 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 제2 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제2 냉각 대상 측 배관을 포함하고, 상기 냉각 시스템은, 유출구 측 배관의 온도 또는 유입구 측 배관의 온도를 감지하는 감지 섹션; 상기 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 유입구 측 배관에서 상기 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 연결되는 제5 배관; 및 상기 제5 배관에 제공되고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제5 개폐 밸브를 더 포함하되, 상기 개폐 제어 섹션은 상기 감지 섹션의 감지 결과에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브의 개방도(opening degree) 제어를 수행한다.

제13항의 냉각 시스템은 제12항에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 제공되고 상기 제1 열 교환 섹션으로 유입되는 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제6 개폐 밸브; 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분에 제공되고 상기 제2 열 교환 섹션에 의해 열을 교환하고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉매량을 조절할 수 있는 제7 개폐 밸브를 더 포함하되, 상기 개폐 제어 섹션은 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여 상기 제6 개폐 밸브와 상기 제7 개폐 밸브의 개방도 제어를 수행한다.

제14항의 냉각 시스템은 제12항 또는 제13항에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 감지 섹션의 감지 결과 및 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여, 압축 섹션을 제어하는 압축 제어 섹션을 더 포함한다.

제15항의 냉각 시스템은 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분의 냉매, 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분의 냉매 사이의 열을 교환하는 냉매 열 교환 섹션을 더 포함한다.

제1항의 냉매 제어 시스템 및 제11항의 냉각 시스템에 따라, 상기 순환 유로를 구성하는 유출구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유출구 측에 위치하는 제1 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 냉매를 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 유입시키는 제1 배관; 상기 순환 유로를 구성하는 유입구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유입구 측에 위치하는 제2 배관으로서, 상기 저장 섹션의 냉매를 상기 제2 배관을 통해 상기 유입구 측 배관으로 유입시키는 제2 배관; 상기 유입구 측 배관과 연결되는 제3 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 열보다 낮은 상기 제3 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제3 배관; 상기 제1 배관에 제공되고 상기 유출구 측 배관의 냉매가 상기 저장 섹션으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제1 개폐 밸브; 상기 제2 배관에 제공되고 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 유입구 측 배관으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제2 개폐 밸브; 상기 제3 배관에 제공되고 상기 제3 배관의 저장 섹션에 대해 상류 부분에 있는 냉매가 상기 제3 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제3 개폐 밸브를 제공하기 때문에, 상기 제3 배관의 열(냉열, cold heat)을 사용하여 상기 저장 섹션의 냉매를 냉각하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 냉매를 상기 저장 섹션에 고 밀도로 저장하고 상기 저장 섹션을 콤팩트한 크기로 만들면서 상기 저장 섹션의 저장량을 증가시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 개폐 제어 유닛은 상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하도록 제공되기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각하고 상기 냉매 제어 시스템 및 상기 냉각 시스템의 사용성을 향상시키는 것이 가능하다.

제2항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 열기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매의 임계 온도 이상인지 여부에 따라 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하고 추가적으로 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각시키는 것이 가능하다.

제3항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 개폐 제어 섹션은, 적어도 소정의 방법에 의해 획득된 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 높거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 적어도 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 낮거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 열기 때문에, 상기 압축 유닛의 작동 압력값과 상기 냉각 대상의 설정 온도 중 적어도 하나에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하고, 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어가 상기 냉각 대상의 설정 온도만을 기초로 하는 경우에 비해, 상기 유로의 과잉 압력을 억제하면서 상기 저장 섹션으로 흐르는 상기 냉매의 열로 인해 냉매의 임계 온도 (또는 과열 증기 온도) 이상으로 저장 섹션의 온도를 유지하는 것이 쉽다.

제4항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 유출구 측 배관에 연결되는 제4 배관으로서, 상기 제3 배관의 열보다 높은 상기 제4 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제4 배관; 및 상기 제4 배관에 제공되고 상기 제4 배관의 저장 섹션에 대해 상류 부분에 있는 상기 냉매가 상기 제4 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제4 개폐 밸브가 제공되기 때문에, 상기 제4 배관의 열(온열, warm heat)을 이용하여 상기 저장 섹션의 냉매를 가열하고, 상기 유로의 냉매량을 증가시키면서 상기 저장 섹션의 냉매 밀도를 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 개폐 제어 유닛은 상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 상기 제3 개폐 밸브, 및 상기 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 상기 제3 개폐 밸브, 및 상기 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각 및 가열하고 상기 저장 섹션의 상황에 따라 상기 냉매를 저장하는 것이 가능하다.

제5항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 열기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매의 임계 온도 이상인지 여부에 따라 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브, 및 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하고 추가적으로 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각 및 가열시키는 것이 가능하다.

제6항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관 각각의 부분이 다른 부분보다 높게 위치하도록 상기 제1 배관과 상기 제2 배관을 형성함으로써, 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관을 통해 상기 유출구 측 배관 또는 상기 유입구 측 배관으로 역류하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 상기 저장 섹션의 냉매 밀도는, 상기 저장 섹션을 냉각하는 경우에 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관의 냉매 밀도보다 훨씬 커진다. 따라서, 상기 저장 섹션의 냉매가 중력에 의해 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관을 통해 상기 유출구 측 배관 또는 상기 유입구 측 배관으로 역류하는 것을 방지하고 상기 유로 내의 냉매량을 정확하게 관리하는 것이 가능하다.

제7항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 방지 섹션이 제공되기 때문에, 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 이물질이 유입되는 것을 방지하고 상기 저장 섹션의 냉매가 이물질에 의해 오염되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

제8항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 저장 섹션의 냉매 온도를 조절하는 온도 조절 섹션이 제공되기 때문에, 상기 저장 섹션의 냉매 온도를 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어 상기 온도 조절 유닛의 열(냉열)을 이용하여 상기 저장 섹션의 냉매를 쉽게 냉각하는 것이 가능하고, 상기 냉매는 상기 저장 섹션에 고밀도로 쉽게 저장된다.

제9항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 냉매는 이산화탄소이기 때문에, 이산화탄소가 염화 불화 탄소(chlorofluorocarbon) 가스보다 쉽게 팽창하더라도 상기 유로의 압력이 과도해지는 것을 방지하는 것이 가능하다.

제10항의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 냉각 대상은 반도체 제조 시스템을 냉각시키기 위한 냉매이기 때문에, 비록 상기 냉각 대상의 온도 범위가 비교적 넓더라도 상기 유로의 압력이 과도해지는 것을 방지하고, 상기 저장 섹션의 냉매의 응축으로 인해 상기 유로의 냉매 유량이 감소하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

제12항의 냉각 시스템에 따라, 상기 냉각 대상 측 배관은, 상기 제1 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 제2 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제2 냉각 대상 측 배관을 포함하고, 상기 냉각 시스템은, 상기 유출구 측 배관의 온도 또는 상기 유입구 측 배관의 온도를 감지하는 감지 섹션; 상기 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 유입구 측 배관에서 상기 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 연결되는 제5 배관; 및 상기 제5 배관에 제공되고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제5 개폐 밸브를 추가로 포함하되, 상기 개폐 제어 섹션은 상기 감지 섹션의 감지 결과에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브의 개방도(opening degree) 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉매의 온도에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브의 개방도를 조절하고 상기 유출구 측 배관의 냉매 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

제13항의 냉각 시스템에 따라, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 제공되고 상기 제1 열 교환 섹션으로 유입되는 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제6 개폐 밸브; 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분에 제공되고 상기 제2 열 교환 섹션에 의해 열을 교환하고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉매량을 조절할 수 있는 제7 개폐 밸브가 제공되되, 상기 개폐 제어 섹션은 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여 상기 제6 개폐 밸브와 상기 제7 개폐 밸브의 개방도 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉각 대상의 온도를 기초로 하여 상기 제6 개폐 밸브와 상기 제7 개폐 밸브의 개방도를 조절하고 상기 냉각 대상 측 배관의 냉매 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

제14항의 냉각 시스템에 따라, 상기 감지 섹션의 감지 결과 및 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여, 압축 섹션을 제어하는 압축 제어 섹션이 제공되기 때문에, 상기 냉매의 온도와 상기 냉각 대상의 온도를 기초로 하여 상기 압축 유닛을 제어하고 상기 압축 유닛을 효율적으로 제어하는 것이 가능하다.

제15항의 냉각 시스템에 따라, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분의 냉매, 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분의 냉매 사이의 열을 교환하는 냉매 열 교환 섹션이 제공되기 때문에, 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 유닛에 대해 하류 부분의 냉매 온도를 높이고 상기 건조 냉매를 상기 압축 유닛으로 유입시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 냉각 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 저장 부분의 영역의 확대도이다.
도 3은 제어 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 구현예에 따른 제어 프로세스의 흐름도이다.
도 5는 제1 개폐 밸브 내지 제4 개폐 밸브로 개폐하는 경우에 제1 냉매의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 5(a)는 제1 개폐 밸브와 제3 개폐 밸브를 열고, 제2 개폐 밸브와 제4 개폐 밸브를 닫은 상태를 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 제1 개폐 밸브와 제3 개폐 밸브를 닫고, 제2 개폐 밸브와 제4 개폐 밸브를 열은 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 온도 조절 프로세스의 흐름도이다.
도 7은 제2 온도 조절 프로세스의 흐름도이다.
도 8은 냉각 시스템의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다.
도 9는 냉각 시스템의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다.
도 10은 제1 서브-배관과 제2 서브-배관의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다.
도 11은 냉각 시스템의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다.
도 12는 냉각 시스템의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다.
도 13은 냉각 시스템의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다.

이하, 본 발명에 따른 냉매 제어 시스템 및 냉각 시스템의 구현예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 먼저, [I]의 구현예의 기본 개념을 설명하고, [II]의 구현예의 구체적인 내용을 설명하고, 마지막으로 [III]의 구현예의 변형 예시를 설명한다. 그러나, 본 발명은 본 구현예에 제한되지 않는다.

[I] 구현예의 기본 개념

먼저, 구현예의 기본 개념에 대해 설명한다. 본 구현예는, 압축 섹션에 의해 압축된 냉매가 냉각 대상과 열 교환할 수 있도록 냉매를 순환시키는 순환 유로를 통해 흐르는 냉매를 제어하는 냉각 시스템 및 냉매 제어 시스템에 관한 것이다. 여기서, "냉매"는 냉각 대상을 냉각시키는 데 사용되는 매질을 의미하고, 예를 들어 가스 냉매 (예를 들어, 이산화탄소, 염화 불화 탄소(chlorofluorocarbon), 공기 등), 액체 냉매(예를 들어, 물 등) 등을 포함한 개념이다. 그러나, 구현예에서, 냉매는 이산화탄소로 설명될 것이다. 또한, "냉각 대상"은 냉각될 객체를 의미하고, 예를 들어 장치 자체(또는 시스템 자체), 장치(또는 시스템)용 냉각 냉매(예를 들어, 가스 또는 액체 냉각 냉매)를 포함하는 개념이다. 그러나, 본 구현예에서 냉각 대상은 반도체 제조 시스템용 냉각 냉매(구체적으로, 액체 냉각 냉매)로 설명될 것이다.

[II] 구현예의 특정 개념

다음, 본 구현예의 특정 개념을 설명한다.

(구성)

먼저, 구현예에 따른 냉각 시스템의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 구현예에 따른 냉각 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 2는 도 1에서 후술하는 저장 부분의 영역 확대도이다. 또한, 아래 설명에서 도 1의 X 방향은 냉각 시스템의 오른쪽과 왼쪽 방향을 나타내고(+X 방향은 냉각 시스템의 왼쪽 방향을, -X 방향은 냉각 시스템의 오른쪽 방향을 나타냄), 도 1의 Y 방향은 냉각 시스템의 앞쪽 및 뒤쪽 방향을 나타내고(+Y 방향은 냉각 시스템의 앞쪽 방향을 나타내고 -Y 방향은 냉각 시스템의 뒤쪽 방향을 나타냄.), 도 2의 Z 방향은 위쪽 및 아래쪽 방향을 나타낸다(+Z 방향은 냉각 시스템의 위쪽 방향을 나타내고 -Z 방향은 냉각 시스템의 아래쪽 방향을 나타냄).

냉각 시스템(1)은, 제1 냉매를 이용하여 제2 냉매를 냉각하는 시스템으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 냉각 시스템(10), 제2 냉각 시스템(100), 제3 냉각 시스템(200) 및 제어 장치(300)를 포함하고 도 3에서 후에 설명된다. 여기서, "제1 냉매"는 제2 냉매를 냉각시키기 위해 사용되며, 후술할 순환 유닛(50)에 의해 순환된다. 또한, "제2 냉매"는 제1 냉매에 의해 냉각되고, 후술할 제2 냉각 시스템(100)의 전달 유로(131)를 통해 전해진다. 추가적으로, 제1 냉매는 청구항의 "냉매"에 대응하고, 제2 냉매는 청구항의 "냉각 대상"에 대응한다.

(구성-제1 냉각 시스템)

제1 냉각 시스템(10)은 제1 냉매의 열을 제2 냉매 및 제3 냉매 각각과 교환하기 위한 시스템으로, 도 1에 나타낸 바와 같이 압축 유닛(20), 저장 부분(30), 제1 열 교환 유닛(41) 내지 제6 열 교환 유닛(46), 제1 제거 유닛(47), 제2 제거 유닛(48) 및 순환 유닛(50)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 냉매를 냉각시키기 위해 사용되는 "제3 냉매"는, 후술할 제3 냉각 시스템(200)의 제1 전달 유로(201) 또는 제2 전달 유로(202)에 의해 전해지며, 예를 들어 가스 냉매, 액체 냉매 등을 포함한 기본 개념이다. 그러나, 구현예에서, 제3 냉매는 산업 용수로 설명될 것이다.

(구성-제1 냉각 시스템-압축 유닛)

압축 유닛(20)은, 제1 냉매를 압축하는 압축 섹션이다. 압축 유닛(20)은, 예를 들어 공지된 컴프레서(예를 들어, 인버터 구동 회로를 갖는 컴프레서와 같은 주파수 제어 작동 유형 2단 컴프레서) 등을 사용하여 구성되고, 구체적으로는 압축 유닛 몸체(21), 제1 유출구(22), 제1 유입구(23), 제2 유출구(24), 제2 유입구(25) 및 제3 유입구(26)를 포함한다.

무엇보다, 압축 유닛 몸체(21)는 압축 유닛(20)의 기본 구조이고, 중공 형상으로 형성된다. 또한, 제1 유출구(22)는, 압축 유닛 몸체(21) 내의 제1 냉매를 후술할 제1 순환 유로(61)로 유출시키기 위한 개구이다. 또한, 제1 유입구(23)는, 후술할 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매를 압축 유체 몸체(21)로 유입시키기 위한 개구이다. 또한, 제2 유출구(24)는, 압축 유닛 몸체(21) 내의 제1 냉매를 후술할 제2 순환 유로(81)로 유출시키기 위한 개구이다. 또한, 제2 유입구(25)는, 후술할 제2 순환 유로(81)의 제1 냉매를 압축 유체 몸체(21)로 유입시키기 위한 개구이다. 또한, 제3 유입구(26)는, 후술할 보조 배관(62c)의 제1 냉매(후술할 제2 제거 유닛(48)으로부터 분리된 오일)를 압축 유체 몸체(21)로 유입시키기 위한 개구이다.

또한, 압축 유닛(20)의 구체적인 작동 내용은 임의적이나, 구현예에서는 다음과 같다. 즉, 먼저, 후술할 제1 순환 유로(61)에서 제1 유입구(23)를 통해 압축 유닛 몸체(21)로 유입되는 제1 냉매를 압축하고, 압축된 제1 냉매를 후술할 제2 순환 유로(81)로 제2 유출구(24)를 통해 유출한다 (이하, "제1 압축 단계"라 함). 다음, 후술할 제2 순환 유로(81)에서 제2 유입구(25)를 통해 압축 유닛 몸체(21)로 유입되는 제1 냉매를 압축하고, 압축된 제1 냉매를 후술할 제1 순환 유로(61)로 제1 유출구(22)를 통해 유출한다 (이하, "제2 압축 단계"라 함). 그 후, 제1 압축 단계와 제2 압축 단계를 포함한 작동 사이클이 반복된다. 이러한 작동을 이용해, 압축 유닛(20)에 의해 2회 압축된 제1 냉매를, 후술할 제1 순환 유로(61)로 유출시킬 수 있고, 상기 제1 냉매는 압축 작동이 1회만 수행되는 경우에 비해 효율적으로 압축될 수 있다.

(구성-제1 냉각 시스템-저장 부분)

저장 부분(30)은, 제1 냉매를 저장하는 저장 섹션이다. 저장 부분(30)은, 예를 들어 공지된 냉매 저장 장치(예를 들어, 제1 냉매를 내부로 그리고 이로부터 유입시킬 수 있도록 유입 포트(미도시)를 갖는 중공형 컬럼 팽창 탱크)를 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 압축 유닛(20)에 대해 제2 냉각 시스템(100)의 측면 상에 제공된다.

또한, 저장 부분(30)의 특정 크기(예를 들어, 직경 및 높이)는 임의적이나, 예를 들어 테스트 결과 등에 기초하여 설정될 수 있는데, 그 이유는, 저장 부분(30)을, 원하는 양의 제1 냉매가 저장될 수 있는 한 가능하면 적게 하는 것이 바람직하기 때문이다.

(구성-제1 냉각 시스템-제1 열 교환 유닛 내지 제6 열 교환 유닛)

제1 열 교환 유닛(41)은, 후술할 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매와 제2 냉매 사이에서 열 교환하여 제2 냉매를 냉각할 수 있는, 제1 열 교환 섹션이다. 제1 열 교환 유닛(41)은, 예를 들어 공지의 열 교환기(예를 들어, 증발기) 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제2 냉각 시스템(100)의 근처 위치(도 1에서, 후술할 전달 유로(131)의 상류 위치)에 제공된다.

제2 열 교환 유닛(42)은, 후술할 제2 순환 유로(61)의 제1 냉매와 제2 냉매 사이에서 열 교환하여 제1 열 교환 유닛(41)에 의해 냉각된 제2 냉매를 가열할 수 있는, 제2 열 교환 섹션이다. 제2 열 교환 유닛(42)은, 예를 들어 공지의 열 교환기(예를 들어, 판상 열 교환기) 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제2 냉각 시스템(100)의 근처 위치(도 1에서, 후술할 전달 유로(131)의 하류 위치)에 제공된다. 이러한 제2 열 교환 유닛(42)은 제1 열 교환 유닛(41)에 의해 너무 많이 냉각된 제2 냉매를 가열할 수 있고, 후술할 전달 유로(131)의 하류 부분의 온도를 원하는 온도로 용이하게 유지할 수 있다. 추가적으로, "제1 열 교환 유닛(41)"과 "제2 열 교환 유닛(42)"은 청구범위의 "열 교환 섹션"에 대응한다.

제3 열 교환 유닛(43)은, 후술할 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매와 제3 냉매 사이에서 열 교환하여 제1 냉매를 냉각할 수 있는, 제3 열 교환 섹션이다. 제3 열 교환 유닛(43)은, 예를 들어 공지의 열 교환기 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제3 냉각 시스템(200)의 근처 위치에 제공된다.

제4 열 교환 유닛(44)은, 후술할 제2 순환 유로(81)의 제1 냉매와 제3 냉매 사이에서 열 교환하여 제1 냉매를 냉각할 수 있는, 제4 열 교환 섹션이다. 제4 열 교환 유닛(44)은, 예를 들어 공지의 열 교환기 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제3 냉각 시스템(200)(도 1에서, 제3 열 교환 유닛(43)과 상이한 위치)의 근처 위치에 제공된다.

제5 열 교환 유닛(45)은, 후술할 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분의 제1 냉매, 및 후술할 제6 서브-배관(71f)의 제1 냉매 사이에서 열 교환하여 후술할 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 냉매를 냉각할 수 있는, 제5 열 교환 섹션이다. 제5 열 교환 유닛(45)은, 예를 들어 공지의 열 교환기 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제2 열 교환 유닛(42)과 제3 열 교환 유닛(43) 사이에 제공된다. 이러한 제5 열 교환 유닛(45)은, 후술할 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분의 제1 냉매를 냉각(과냉각)할 수 있고, 제5 열 교환 유닛(45)이 제공되지 않는 경우에 비해 제2 냉매의 냉각을 촉진하면서 냉각 시스템(1)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

제6 열 교환 유닛(46)은, 후술할 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분의 제1 냉매, 및 후술할 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 제2 열 교환 유닛(42)에 대해 하류 부분의 제1 냉매 사이에서 열 교환하여 후술할 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 제1 냉매를 가열할 수 있는, 냉매 열 교환 섹션이다. 제6 열 교환 유닛(46)은, 예를 들어 공지의 열 교환기 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 저장 부분(30)과 제1 열 교환 유닛(41)(또는 제2 열 교환 유닛(42)) 사이에 제공된다. 이러한 제6 열 교환 유닛(46)은, 후술할 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 제2 열 교환 유닛(42)에 대해 하류 부분의 제1 냉매의 온도를 상승시킬 수 있고 건조된 제1 냉매를 압축 유닛(20)으로 유입시킬 수 있다.

(구성-제1 냉각 시스템-제1 제거 유닛)

제1 제거 유닛(47)은 후술할 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매에 포함된 이물질(예를 들어, 파쇄, 먼지 등), 수분 등을 제거하는, 제1 제거 섹션이다. 제1 제거 유닛(47)은, 예를 들어 공지의 냉매 제거 장치(예를 들어, 필터 건조기) 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제3 열 교환 유닛(43)과 제5 열 교환 유닛(45) 사이에 제공된다.

(구성-제1 냉각 시스템-제2 제거 유닛)

제2 제거 유닛(48)은 후술할 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매에 포함된 이물질(예를 들어, 기름 등)을 제거하는, 제2 제거 섹션이다. 제2 제거 유닛(48)은, 예를 들어 공지의 기름 분리기 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 압축 유닛(20)과 저장 부분(30) 사이에 제공된다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛)

순환 유닛(50)은 제1 냉매를 순환시키는 순환 섹션이고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제1 순환 유닛(60)과 제2 순환 유닛(80)을 포함한다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛)

제1 순환 유닛(60)은 제2 냉각 시스템(100)을 향해 제1 냉매를 순환시키기 위한 것이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 순환 유로(61), 제1 서브-배관(71a) 내지 제6 서브 배관(71f), 제1 개폐 밸브(72a) 내지 제8 개폐 밸브(72h), 온도 감지 유닛(73), 제1 압력 감지 유닛(74a) 내지 제3 압력 감지 유닛(74c), 제1 배출 밸브(75a), 및 제2 배출 밸브(75b)를 포함한다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-제1 순환 유로)

제1 순환 유로(61)는, 압축 유닛(20)에 의해 압축된 제1 냉매와 제2 냉매 사이에서 열을 교환하도록 제1 냉매를 순환시키기 위한, 순환 유로이다. 제1 순환 유로(61)는, 예를 들어 공지의 폐쇄 순환 유로를 이용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 압축 유닛(20), 제2 제거 유닛(48), 저장 부분(30), 제1 열 교환 유닛(41) 내지 제6 열 교환 유닛(46), 및 제1 제거 유닛(47)을 통과하도록 제공된다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 순환 유로(61)는 압축 유닛 측 배관(62) 및 냉각 대상 측 배관(63)을 포함한다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-제1 순환 유로-압축 유닛 측 배관)

압축 유닛 측 배관(62)은, 제1 순환 유로(61)를 구성하는 배관 중 압축 유닛(20) 측에 위치하는 배관이다. 압축 유닛 측 배관(62)은, 예를 들어 공지된 냉매 배관 등을 사용하여 구성되고(추가적으로, 다른 배관의 구성에도 동일하게 적용됨), 도 1에 나타낸 바와 같이 유출구 측 배관(62a), 유입구 측 배관(62b), 및 보조 배관(62c)을 포함한다.

유출구 측 배관(62a)은 압축 유닛(20)의 제1 유출구(22) 측에 위치하는 배관이고, 압축 유닛(20)의 제1 유출구(22) 및 냉각 대상 측 배관(63)의 상류 말단부에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 유출구 측 배관(62a)은, 전체 유출구 측 배관이 저장 부분(30) 외부에 위치하도록 연결된다.

유입구 측 배관(62b)은 압축 유닛(20)의 제1 유입구(23) 측에 위치하는 배관이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 압축 유닛(20)의 제1 유입구(23) 및 냉각 대상 측 배관(63)의 하류 말단부에 연결된다.

보조 배관(62c)은 압축 유닛(20)의 제3 유입구(26) 측에 위치하는 배관이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 압축 유닛(20)의 제3 유입구(26) 및 제2 제거 유닛(48)에 연결된다. 또한, 보조 배관(62c)은, 보조 배관(62c)의 오일이 압축 유닛 몸체(21)로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하기 위한 보조 밸브(62d)가 제공된다(예를 들어, 솔레노이드 밸브와 같은 공지된 개폐 밸브).

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-제1 순환 유로-냉각 대상 측 배관)

냉각 대상 측 배관(63)은 제1 순환 유로(61)를 구성하는 배관 중 제2 냉각 시스템(100) 측(냉각 대상 측)에 위치하는 배관으로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 냉각 대상 측 배관(63a) 및 제2 냉각 대상 측 배관(63b)을 포함한다.

제1 냉각 대상 측 배관(63a)은 제1 열 교환 유닛(41) 측 상에 위치하는 배관이고, 유출구 측 배관(62a)의 하류 말단부 및 유입구 측 배관(62b)의 상류 말단부에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 냉각 대상 측 배관은, 제6 열 교환 유닛(46), 제3 열 교환 유닛(43), 제1 제거 유닛(47), 제5 열 교환 유닛(45), 제1 열 교환 유닛(41), 및 제6 열 교환 유닛(46)을 순차적으로 통과하도록 연결된다.

제2 냉각 대상 측 배관(63b)은 제2 열 교환 유닛(42) 측 상에 위치하는 배관이고, 유출구 측 배관(62a)의 하류 말단부 및 유입구 측 배관(62b)의 상류 말단부에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 냉각 대상 측 배관은 제2 열 교환 유닛(42) 및 제 6 열 교환 유닛(46)을 순차적으로 통과하도록 연결된다. 또한, 본 구현예에서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 하류 부분(구체적으로, 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 하류 말단부로부터 제6 열 교환 유닛(46)의 상류 측까지 연장되는 부분)은 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 하류 부분과 일체로 형성되어 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 하류 부분으로서 또한 기능하도록 한다.

또한, 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매의 흐름은 다음과 같다.

즉, 먼저 압축 유닛(20)에 의해 압축된 제1 냉매의 일부는, 유출구 측 배관(62a)을 통해 제1 냉각 대상 측 배관(63a)으로 유출된다. 다음으로, 제1 냉각 대상 측 배관(63a)으로 유출된 제1 냉매는, 제3 열 교환 유닛(43) 및 제5 열 교환 유닛(45)에 의해 냉각되고, 제1 열 교환 유닛(41)에 의해 제2 냉매와 열 교환한다(특히, 열 교환은 제2 냉매를 냉각하기 위해 수행됨). 그 다음, 제2 냉매와 열 교환하는 제1 냉매는, 제6 열 교환 유닛(46)에 의해 가열되고, 제1 냉각 대상 측 배관(63a) 및 유입구 측 배관(62b)을 통해 압축 유닛(20)으로 유입된다. 또한, 압축 유닛(20)에 의해 압축된 제1 냉매의 다른 일부는, 유출구 측 배관(62a)을 통해 제2 냉각 대상 측 배관(63b)으로 유출된다. 다음으로, 제2 냉각 대상 측 배관(63b)으로 유출된 제1 냉매는, 제2 열 교환 유닛(42)에 의해 제2 냉매와 열 교환한다(특히, 열 교환은 제2 냉매를 냉각하기 위해 수행됨). 그 다음, 제2 냉매와 열 교환하는 제1 냉매는, 제6 열 교환 유닛(46)에 의해 가열되고, 제2 냉각 대상 측 배관(63b) 및 유입구 측 배관(62b)을 통해 압축 유닛(20)으로 유입된다.

이러한 제1 순환 유로(61)는, 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매와 후술할 전달 유로(131)의 제2 냉매 사이에서 열 교환하도록 제1 냉매를 순환시킬 수 있다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-제1 서브 배관 내지 제6 서브 배관)

제1 서브-배관(71a)은, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매를 제1 서브-배관(71a)을 통해 저장 부분(30)으로 유입시키기 위한 제1 배관이다. 제1 서브-배관(71a)은 유출구 측 배관(62a)에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 서브-배관(71a)의 상류 말단부는, 유출구 측 배관(62a)의 저장 부분(30)에 대해 상류 부분에 연결되고, 제1 서브-배관(71a)의 하류 말단부는 저장 부분(30) 내부에 수용된다. 이러한 제1 서브-배관(71a)은, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매를 저장 부분(30)으로 유입시킬 수 있고, 제1 순환 유로(61)의 과도한 압력을 방지할 수 있다. 특히, 제1 서브-배관(71a)이 유출구 측 배관(62a)에 연결되기 때문에, 제1 서브-배관(71a)이 유입구 측 배관(62b)에 연결되는 경우에 비해, 제1 순환 유로(61)의 과도한 압력을 효과적으로 방지하는 것이 가능하다. 또한, 저장 부분(30)으로 유입되는 제1 냉매의 열로 인해 저장 부분(30)의 온도를 제1 냉매의 임계 온도 이상(예를 들어, 31°C 이상 등)으로 쉽게 유지할 수 있으므로, 저장 부분(30)에서 제1 냉매의 응축으로 인해 제1 순환 유로(61)의 냉매량 감소를 억제하는 것이 가능하다.

제2 서브-배관(71b)은, 저장 부분(30)의 제1 냉매를 제2 서브-배관(71b)을 통해 유입구 측 배관(62b)으로 유입시키기 위한 제2 배관이다. 제2 서브-배관(71b)은 유입구 측 배관(62b)에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 서브-배관(71b)의 상류 말단부는, 유입구 측 배관(62b)의 압축 유닛(20)에 대해 상류 부분에 연결되고, 제2 서브-배관(71b)의 하류 말단부는 저장 부분(30) 내부에 수용된다. 또한, 본 구현예에서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 서브-배관(71b)의 저장 부분(30) 측 부분은 제1 서브-배관(71a)의 저장 부분(30) 측 부분과 일체로 형성되어, 제1 서브-배관(71a)의 저장 부분(30) 측 부분으로서 또한 기능하도록 한다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 서브-배관(71a)의 저장 부분(30) 측 부분과 별도로 제2 서브-배관을 형성할 수 있다. 이러한 제2 서브-배관(71b)은 저장 부분(30)의 제1 냉매(잉여 제1 냉매)를 유입구 측 배관(62b)으로 유입시킬 수 있고 유입된 제1 냉매의 열로 인해 유입구 측 배관(62b)의 온도를 증가시킬 수 있기 때문에, 압축 유닛(20)으로의 포화 증기 유입으로 인한 압축 유닛(20)의 기능적 열화 또는 고장을 억제하는 것이 가능하다.

제3 서브-배관(71c)은, 유출구 측 배관(62a)의 열보다 낮은 제3 서브-배관(71c)의 열(구체적으로, 제3 서브-배관(71c)의 제1 냉매에 의해 냉각된 제3 서브-배관(71c)의 냉열)을 저장 부분(30)의 제1 냉매에 전달하는 제3 배관이고, 유입구 측 배관(62b)(구체적으로는 유입구 측 배관(62b)의 압축 유닛(20) 측 부분)에 연결된다.

또한, 제3 서브-배관(71c)의 형성 방법은 임의적이나, 본 구현예에서, 제3 서브-배관(71c)이 형성되어 저장 부분(30)의 제1 냉매로 이의 열을 전달할 수 있도록 한다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제3 서브-배관(71c)의 일부는 실질적인 U 형상으로 구부러져, 제3 서브-배관(71c)의 일부가 저장 부분(30)에 수용되도록 한다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 제3 서브-배관은 제3 배관의 일부를 코일 형상으로 구부림으로써 형성될 수 있어서, 저장 부분(30) 외부의 제3 배관 일부가 저장 부분(30) 주위로 감기도록 한다.

제4 서브-배관(71d)은, 제3 서브-배관(71c)의 열보다 높은 제4 서브-배관(71d)의 열(구체적으로, 제4 서브-배관(71d)의 제1 냉매에 의해 가열된 제3 서브-배관(71c)의 온열)을 저장 부분(30)의 제1 냉매에 전달하는 제4 배관이고, 유출구 측 배관(62a)(구체적으로는 유출구 측 배관(62a)의 제2 제거 유닛(48)에 대해 하류 부분)에 연결된다.

또한, 제4 서브-배관(71d)의 형성 방법은 임의적이나, 본 구현예에서, 제4 서브-배관(71d)이 형성되어 저장 부분(30)의 제1 냉매로 이의 열을 전달할 수 있도록 한다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제4 서브-배관(71d)의 일부는 실질적인 U 형상으로 구부러져, 제4 서브-배관(71d)의 일부가 저장 부분(30)에 수용되도록 한다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 제4 서브-배관(71d)의 일부는 코일 형상으로 구부릴 수 있어서, 저장 부분(30) 외부의 제4 서브-배관(71d) 일부가 저장 부분(30) 주위에 감기도록 한다.

제5 서브-배관(71e)은, 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 냉매를 유입구 측 배관(62b)으로 유입시키기 위한 제5 배관이고, 제1 냉각 대상 측 배관(63a) 및 유입구 측 배관(62b)에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제5 서브-배관은 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분 및 유입구 측 배관(62b)의 상류 말단부에 연결된다. 이러한 제5 서브-배관(71e)은, 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분의 제1 냉매를 유입구 측 배관(62b)으로 유입시킬 수 있고, 유입되는 제1 냉매의 열을 이용함으로써 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매의 온도를 조절할 수 있다.

제6 서브-배관(71f)은 제5 열 교환 유닛(45) 측에 위치한 제6 배관이고, 제6 열 교환 유닛(46)을 통과하도록 제4 서브-배관(71d), 제1 냉각 대상 측 배관(63a) 및 제3 서브-배관(71c)에 연결된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제6 서브-배관(71f)의 상류 말단부는, 제4 서브-배관(71d)의 저장 부분(30)에 대해 상류 부분에 연결되고, 제6 서브-배관(71f)의 하류 말단부는 제3 서브-배관(71c)의 상류 말단부에 연결된다. 이러한 제6 서브-배관(71f)은, 제6 서브-배관(71f)의 제1 냉매와 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 냉매 사이에서 열 교환할 수 있다.

여기서, 제1 서브-배관(71a) 및 제2 서브-배관(71b)의 구체적인 구성은 임의적이나, 본 구현예에서 구성은 다음과 같다.

즉, 제1 서브-배관(71a)과 제2 서브-배관(71b)은, 제1 서브-배관(71a)과 제2 서브-배관(71b) 각각의 일부가 다른 부분의 상부에 위치하도록 형성되어 있기 때문에, 저장 부분(30) 내의 제1 냉매가 제1 서브-배관(71a) 또는 제2 서브-배관(71b)을 통해 유출구 측 배관(62a) 또는 유입구 측 배관(62b)으로 역류하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 서브-배관(71a) 및 제2 서브-배관(71b)은, 제1 서브-배관(71a) 및 제2 서브-배관(71b) 각각의 저장 부분(30)에 수용된 부분 및 그 근처의 부분이 다른 부분의 위에 위치하도록(더 구체적으로, 저장 부분(30)에 수용된 부분의 전방 말단부는 저장 부분(30)의 상부 말단 근처에 위치하고 제3 서브-배관(71c) 및 제4 서브-배관(71d) 위에 위치하도록) 구부러진다. 따라서, 저장 부분(30)을 냉각하는 경우, 저장 부분(30) 내의 제1 냉매의 밀도가 제1 서브-배관(71a) 및 제2 서브-배관(71b) 내의 제1 냉매의 밀도보다 훨씬 커지기 때문에, 저장 부분(30)의 제1 냉매가 중력에 의해 제1 서브-배관(71a) 또는 제2 서브-배관(71b)을 통해 유출구 측 배관(62a) 또는 유입구 측 배관(62b)으로 역류하는 것을 방지하고 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매의 양을 정확하게 관리하는 것이 가능하다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 서브-배관(71a)은 유입 방지부(76)를 구비한다. 유입 방지부는, 제1 서브 배관(71a)을 통해 저장 부분(30)으로 이물질(예를 들어, 오일 등)이 유입되는 것을 방지하는 유입 방지부이고, 제1 서브-배관(71a)의 측면부에 형성된 쓰루홀로 구성되고, 제1 서브-배관(71a)의 저장 부분(30)에 수용된 부분(구체적으로, 해당 부분의 하부 말단부)에 제공된다. 따라서, 제1 냉매가 제1 서브-배관(71a)을 통해 저장 부분(30)으로 유입되는 경우, 유입 방지 부(76)를 통해 제1 서브 배관(71a)의 외부로 이물질을 배출할 수 있다. 따라서, 제1 서브-배관(71a)을 통해 저장 부분(30)으로 이물질이 유입되는 것을 방지하고 저장 부분(30) 내의 제1 냉매가 이물질에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-제1 개폐 밸브 내지 제8 개폐 밸브)

도 1로 돌아가면, 제1 개폐 밸브(72a)는 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매가 저장 부분(30)으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하기 위한 밸브이다. 제1 개폐 밸브(72a)는, 예를 들어 공지의 개폐 밸브(예를 들어, 솔레노이드 밸브) 등을 사용하여 구성되고(추가적으로 다른 개폐 밸브의 구성에도 동일하게 적용됨), 제1 서브-배관(71a)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 개폐 밸브는 제1 서브-배관(71a)의 압축 유닛(20) 측의 부분에 연결된다.

제2 개폐 밸브(72b)는, 저장 부분(30)의 제1 냉매가 유입구 측 배관(62b)으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 제2 서브-배관(71b)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 개폐 밸브는 제2 서브-배관(71b)의 압축 유닛(20) 측의 부분에 연결된다.

제3 개폐 밸브(72c)는, 제3 서브-배관(71c)의 저장 부분(30)에 대해 상류 부분에 있는 제1 냉매가, 상기 제3 서브-배관(71c)의 저장 부분(30) 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 제3 서브-배관(71c)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제3 개폐 밸브는 제3 서브-배관(71c)의 상류 말단부와 저장 부분(30)에 연결된다.

제4 개폐 밸브(72d)는, 제4 서브-배관(71d)의 저장 부분(30)에 대해 상류 부분에 있는 제1 냉매가, 상기 제4 서브-배관(71d)의 저장 부분(30) 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 제4 서브-배관(71d)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제4 개폐 밸브는 제4 서브-배관(71d)의 상류 말단부와 저장 부분(30)에 연결된다.

제5 개폐 밸브(72e)는, 유입구 측 배관(62b)으로 유입되는 냉각 대상 측 배관(63)의 제1 냉매의 양을 조절하기 위한 밸브이고, 제5 서브-배관(71e)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제5 개폐 밸브는 제5 서브-배관(71e)의 상류 부분에 연결된다.

제6 개폐 밸브(72f)는, 제1 열 교환 유닛(41)으로 유입되는 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 냉매의 양을 조절하기 위한 밸브이고, 제1 냉각 대상 측 배관(63a)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제6 개폐 밸브는 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)과 제5 열 교환 유닛(45) 사이의 부분에 연결된다.

제7 개폐 밸브(72g)는, 제2 열 교환 유닛(42)에 의해 열을 교환하고 유입구 측 배관(62b)으로 유입되는 제1 냉매의 양을 조절하기 위한 밸브이고, 제2 냉각 대상 측 배관(63b)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제7 개폐 밸브는 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 하류 부분에 연결된다.

제8 개폐 밸브(72h)는, 제6 서브-배관(71f)의 제5 열 교환 유닛(45)에 대해 하류 부분으로 유입되는, 제6 서브-배관(71f)의 제5 열 교환 유닛(45)에 대해 상류 부분에 있는 제1 냉매의 양을 조절하기 위한 밸브이고, 제6 서브-배관(71f)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제8 개폐 밸브는 제6 서브-배관(71f)의 상류 부분에 연결된다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-온도 감지 유닛)

온도 감지 유닛(73)은 유출구 측 배관(62a)의 온도를 감지하는 감지 섹션이다. 온도 감지 유닛(73)은, 예를 들어 공지의 온도 감지 센서 등을 사용하여 구성되고(추가적으로 다른 온도 감지 유닛의 구성에도 동일하게 적용됨) 유출구 측 배관(62a)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 온도 감지 유닛은 유출구 측 배관(62a)의 압축 유닛(20) 근처의 부분에 연결된다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-제1 압력 감지 유닛 내지 제3 압력 감지 유닛)

제1 압력 감지 유닛(74a)은, 유출구 측 배관(62a)의 압력을 감지하기 위해 사용된다. 제1 압력 감지 유닛(74a)은, 예를 들어 공지된 압력 센서, 압력 스위치 등을 사용하여 구성되고, 유출구 측 배관(62a)에 복수 위치(도 1에서, 2개 위치)로 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 압력 감지 유닛은 유출구 측 배관(62a)의 압축 유닛(20) 근처의 부분에 연결된다.

제2 압력 감지 유닛(74b)은, 유입구 측 배관(62b)의 압력을 감지하기 위해 사용된다. 제2 압력 감지 유닛(74b)은, 예를 들어 공지의 압력 센서 등을 사용하여 구성되고(추가적으로, 제3 압력 감지 유닛(74c), 후술할 압력 감지 유닛(82), 및 후술할 전달 압력 감지 유닛(136)에 동일하게 적용됨), 유입구 측 배관(62b)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 압력 감지 유닛은 유입구 측 배관(62b)의 압축 유닛(20) 근처의 부분에 연결된다.

제3 압력 감지 유닛(74c)은 냉각 대상 측 배관(63)의 압력을 감지하기 위해 사용되고, 제1 냉각 대상 측 배관(63a)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제3 압력 감지 유닛은, 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제5 열 교환 유닛(45)과 제6 개폐 밸브(72f) 사이의 부분에 연결된다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제1 순환 유닛-제1 배출 밸브, 제2 배출 밸브)

제1 배출 밸브(75a)는, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매가 제1 배출 부분(미도시)으로 배출되거나 배출되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 도 1에 나타낸 바와 같이 유출구 측 배관(62a)에 제공된다.

제2 배출 밸브(75b)는, 유입구 측 배관(62b)의 제1 냉매가 제2 배출 부분(미도시)으로 배출되거나 배출되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 도 1에 나타낸 바와 같이 유입구 측 배관(62b)에 제공된다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제2 순환 유닛)

제2 순환 유닛(80)은, 제1 냉매를 제 2 냉각 시스템(100)으로 순환시키기 위한 것으로, 도 1에 나타낸 바와 같이 제2 순환 유로(81)와 압력 감지 유닛(82)을 포함한다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제2 순환 유닛-제2 순환 유로)

제2 순환 유로(81)는, 압축 유닛(20)에 의해 압축된 제1 냉매와 제3 냉매 사이에서 열을 교환하도록 제1 냉매를 순환시키기 위한, 유로이다. 제2 순환 유로(81)는, 예를 들어 배관으로서 구성된 공지의 폐쇄 순환 유로를 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제4 열 교환 유닛(44)을 통과하도록 제공된다. 이러한 제2 순환 유로(81)는, 제2 순환 유로(81)의 제1 냉매와 후술할 제1 전달 유로(201)의 제3 냉매 사이에서 열 교환하도록 제1 냉매를 순환시킬 수 있다.

(구성-제1 냉각 시스템-순환 유닛-제2 순환 유닛-압력 감지 유닛)

압력 감지 유닛(82)은 제2 순환 유로(81)의 압력을 감지하기 위해 사용되고, 제2 순환 유로(81)에 제공된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 압력 감지 유닛은 제2 순환 유로(81)의 하류 부분에 연결된다.

(구성-제2 냉각 시스템)

제2 냉각 시스템(100)은 제1 냉매와 제2 냉매의 열을 교환하는 시스템이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 에어 벤트 유닛(110), 저장 부분(120), 및 이송 유닛(130)을 포함한다.

(구성-제2 냉각 시스템-에어 벤트 유닛)

에어 벤트 유닛(110)은, 후술할 전달 유로(131)에 축적된 에어를 배출하기 위한 것으로, 예를 들어 공지의 에어 벤트기(예를 들어, 에어 벤트 탱크) 등을 이용하여 구성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 에어 벤트 유닛은, 제2 열 교환 유닛(42)의 근처에 제공된다.

(구성-제2 냉각 시스템-저장 부분)

저장 부분(120)은 제2 냉매를 저장하기 위해 사용되고, 예를 들어 공지된 냉매 저장 섹션(예를 들어, 보조 탱크(121)가 있는 저장 탱크(또는 보조 탱크(121)가 없는 저장 탱크)) 등을 사용하여 구성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 저장 부분은, 전달 유로(131)의 근처에 제공된다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛)

전달 유닛(130)은 제1 냉각 시스템(10)을 향해 제2 냉매를 보내기 위한 전달 섹션이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 전달 유로(131), 제1 서브-전달 배관(132a) 내지 제6 서브-전달 배관(132e), 제1 전달 개폐 밸브(133a) 내지 제5 전달 개폐 밸브(133e), 펌프 유닛(134), 제1 전달 온도 감지 유닛(135a) 내지 제3 전달 온도 감지 유닛(135c), 전달 압력 감지 유닛(136), 유량 감지 유닛(137), 및 레벨 감지 유닛(138)를 포함한다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-전달 유로)

전달 유로(131)는, 제2 냉매를 제1 냉각 시스템(10)으로 보내기 위한 유로이다. 전달 유로(131)는, 예를 들어 배관으로 구성된, 잘 알려진 유로를 사용하여 구성되고(추가적으로, 다른 전달 유로의 구성에도 동일하게 적용됨), 제2 냉매를 외부로부터 전달 유로(131), 제1 열 교환 유닛(41), 제2 열 교환 유닛(42), 에어 벤트(110)로 유입시키는 제1 유입부(미도시), 및 제2 냉매를 전달 유로(131)로부터 도 1에 나타낸 외부로 유입시키는 제1 유출부(미도시)를 통과하도록 제공된다. 구체적으로, 전달 유로(131)의 상류 말단부는 제1 유입부에 연결되고, 전달 유로(131)의 하류 말단부는 제1 유출부에 연결된다. 이러한 전달 유로(131)는, 전달 유로(131)의 제2 냉매와 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매 사이에서 열 교환하도록 제2 냉매를 보낼 수 있다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-제1 서브 전달 배관 내지 제5 서브 전달 배관)

제1 서브-배관(132a)은, 에어 벤트 유닛(110)의 제2 냉매를 제1 서브- 전달 배관(132a)을 통해 저장 부분(120)으로 유입시키기 위한 배관이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 서브-전달 배관(132a)의 상류 말단부는 에어 벤트 유닛(110)에 연결되고, 제1 서브-배관(132a)의 하류 말단부는 저장 부분(120)에 연결된다.

제2 서브-전달 배관(132b)은, 저장 부분(120)의 제2 냉매를 제2 서브-전달 배관(132b)을 통해 에어 벤트 유닛(110)으로 유입시키기 위한 배관이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 서브-전달 배관(132b)의 상류 말단부는 저장 부분(120)에 연결되고, 제2 서브-전달 배관(132b)의 하류 말단부는 에어 벤트 유닛(110)에 연결된다.

제3 서브-전달 배관(132c)은, 전달 유로(131)의 상류 부분의 제2 냉매를 제3 서브-전달 배관(132c)을 통해 전달 유로(131)의 하류 부분으로 유입시키기 위한 배관이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제3 서브-전달 배관(132c)의 상류 말단부는 전달 유로(131)의 상류 부분에 연결되고, 제3 서브-전달 배관(132c)의 하류 말단부는 전달 유로(131)의 하류 부분에 연결된다.

제4 서브-전달 배관(132d)은, 전달 유로(131)의 제2 냉매를 제4 서브-전달 배관(132d)을 통해 제3 배출 부분(미도시)으로 배출하기 위한 배관이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제4 서브-전달 배관(132d)의 상류 말단부는 전달 유로(131)의 제1 열 교환 유닛(41) 측의 부분에 연결되고, 제4 서브-전달 배관(132d)의 하류 말단부는 제3 배출 부분에 연결된다.

제5 서브-전달 배관(132e)은, 에어 벤트 유닛(110)의 제2 냉매를 제5 서브-전달 배관(132e)을 통해 제4 배출 부분(미도시)으로 배출하기 위한 배관이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제5 서브-전달 배관(132e)의 상류 말단부는 전달 유로(131)의 하류 부분에 연결되고, 제4 서브-전달 배관(132d)의 하류 말단부는 제4 배출 부분에 연결된다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-제1 전달 개폐 밸브 내지 제5 전달 개폐 밸브)

제1 전달 개폐 밸브(133a)는, 제2 냉매가 제1 유입부에서 전달 유로(131)로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 밸브이다. 제1 전달 개폐 밸브(133a)는, 예를 들어 공지의 개폐 밸브(예를 들어, 게이트 밸브) 등을 사용하여 구성되고(추가적으로, 제2 전달 개폐 밸브(133b)의 구성에도 동일하게 적용됨), 도 1에 나타낸 바와 같이 전달 유로(131)의 상류 말단부에 제공된다.

제2 전달 개폐 밸브(133b)는, 전달 유로(131)에서 제1 유출부로 제2 냉매가 유출되거나 유출되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전달 유로(131)의 하류 말단부에 제공된다.

제3 전달 개폐 밸브(133c)는, 제3 서브-전달 배관(132c)의 제2 냉매가 전달 유로(131)의 하류 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하기 위한 밸브이다. 제3 전달 개폐 밸브(133c)는, 예를 들어 공지의 개폐 밸브(예를 들어, 볼 밸브) 등을 사용하여 구성되고(추가적으로, 제4 전달 개폐 밸브(133d)의 구성에도 동일하게 적용됨), 도 1에 나타낸 바와 같이 제3 서브-전달 배관(132c)에 제공된다.

제4 전달 개폐 밸브(133d)는, 제4 서브-전달 배관(132d)의 제2 냉매가 제3 배출 부분으로 배출되거나 배출되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제4 서브-전달 배관(132d)에 제공된다.

제5 전달 개폐 밸브(133e)는, 제5 서브-전달 배관(132e)의 제2 냉매가 제4 배출 부분으로 배출되거나 배출되지 않도록 전환하기 위한 밸브이고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제5 서브-전달 배관(132e)에 제공된다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-펌프 유닛)

펌프 유닛(134)은 전달 유로(131)의 제2 냉매를 제1 유입부로부터 제1 유출부로 보내기 위해 사용되고, 예를 들어 공지 된 펌프 등을 이용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 전달 유로(131)의 하류 부분에 제공된다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-제1 전달 온도 감지 유닛 내지 제3 전달 온도 감지 유닛)

제1 전달 온도 감지 유닛(135a)은 전달 유로(131)의 온도를 감지하기 위해 사용되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 전달 유로(131)의 상류 부분에 제공된다.

제2 전달 온도 감지 유닛(135b)은 전달 유로(131)의 온도를 감지하기 위해 사용되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 전달 유로(131)의 제1 열 교환 유닛(41) 측 상의 부분에 제공된다.

제3 전달 온도 감지 유닛(135c)은 전달 유로(131)의 온도를 감지하기 위해 사용되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 전달 유로(131)의 하류 부분에 제공된다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-전달 압력 감지 유닛)

전달 압력 감지 유닛(136)은 전달 유로(131)의 압력을 감지하기 위해 사용되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 전달 유로(131)의 하류 부분에 제공된다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-유량 감지 유닛)

유량 감지 유닛(137)은, 전달 유로(131)에서 제2 냉매의 유량을 감지하기 위해 사용되고, 예를 들어 공지된 유량 감지 센서 등을 이용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 전달 유로(131)의 하류 부분에 제공된다.

(구성-제2 냉각 시스템-전달 유닛-레벨 감지 유닛)

레벨 감지 유닛(138)은, 저장 부분(120)에서 액체 레벨의 높이를 감지하기 위해 사용되고, 예를 들어 공지된 레벨 감지 센서 등을 이용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제1 서브-전달 배관(132a)에 제공된다.

(구성-제3 냉각 시스템)

제3 냉각 시스템(200)은 제3 냉매의 열을 제1 냉매와 교환하기 위한 시스템이고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제1 전달 유로(201), 제2 전달 유로(202), 제6 전달 개폐 밸브(203) 내지 제8 전달 개폐 밸브(205), 전달 온도 감지 유닛(206) 및 제거 유닛(207)을 포함한다.

(구성-제3 냉각 시스템-전달 유로)

제1 전달 유로(201)는, 제3 냉매를 제1 냉각 시스템(10)으로 보내기 위한 유로이고, 제3 냉매를 외부로부터 제1 전달 유로(201), 제3 열 교환 유닛(43)으로 유입시키는 제2 유입부(미도시), 및 제3 냉매를 제1 전달 유로(201)로부터 도 1에 나타낸 외부로 유입시키는 제2 유출부(미도시)를 통과하도록 제공된다. 구체적으로, 제1 전달 유로(201)의 상류 말단부는 제2 유입부에 연결되고, 제1 전달 유로(201)의 하류 말단부는 제2 유출부에 연결된다. 이러한 제1 전달 유로(201)는, 제1 전달 유로(201)의 제3 냉매와 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매 사이에서 열 교환하도록 제3 냉매를 보낼 수 있다.

제2 전달 유로(202)는, 제3 냉매를 제1 냉각 시스템(10)으로 보내기 위한 유로이고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제4 열 교환 유닛(44)을 통과하도록 제공된다. 구체적으로, 제2 전달 유로(202)의 상류 말단부는 제1 전달 유로(201)의 상류 부분에 연결되고, 제2 전달 유로(202)의 하류 말단부는 제1 전달 유로(201)의 하류 부분에 연결된다. 이러한 제2 전달 유로(202)는, 제2 전달 유로(202)의 제3 냉매와 제2 순환 유로(81)의 제1 냉매 사이에서 열 교환하도록 제3 냉매를 보낼 수 있다.

(구성-제3 냉각 시스템-제6 전달 개폐 밸브 내지 제8 전달 개폐 밸브)

제6 전달 개폐 밸브(203)는, 제1 전달 유로(201)의 제3 냉매가 제2 유출부로 유출되거나 유출되지 않도록 전환하기 위한 밸브이다. 제6 전달 개폐 밸브(203)는, 예를 들어 공지의 개폐 밸브(예를 들어, 물 제어 밸브) 등을 이용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제1 전달 유로(201)의 하류 부분에 제공된다.

제7 전달 개폐 밸브(204)는, 제2 전달 유로(202)의 제3 냉매가 제2 유출부로 유출되거나 유출되지 않도록 전환하기 위한 밸브이다. 제7 전달 개폐 밸브(204)는, 예를 들어 공지의 개폐 밸브(예를 들어, 솔레노이드 밸브) 등을 이용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제2 전달 유로(202)의 하류 부분에 제공된다.

제8 전달 개폐 밸브(205)는, 제1 전달 유로(201)의 제3 냉매를 조절하기 위한 밸브이다. 제8 전달 개폐 밸브(205)는, 예를 들어 공지의 개폐 밸브(예를 들어, 일정 흐름 제어 밸브) 등을 이용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제2 전달 유로(202)의 상류 부분에 제공된다.

(구성-제3 냉각 시스템-전달 온도 감지 유닛)

전달 온도 감지 유닛(206)은 제1 전달 유로(201)의 온도를 감지하기 위해 사용되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제1 전달 유로(201)의 상류 부분에 제공된다.

(구성-제3 냉각 시스템-제거 유닛)

제거 유닛(207)은, 제1 전달 유로(201)의 제3 냉매에 포함된 이물질을 제거하기 위한 제거 섹션이다. 제거 유닛(207)은, 예를 들어 공지의 여과 장치 등을 사용하여 구성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 제1 전달 유로(201)의 상류 부분에 제공된다.

(구성-제어 장치)

도 3은 제어 장치(300)의 전기적 구성을 나타내는 블록도(300)이다. 제어 장치(300)는, 냉각 시스템(1)의 각 유닛을 제어하는 장치이고, 제1 냉각 시스템(10)의 근처에 제공되고, 도 3에 나타낸 바와 같이 작동 유닛(310), 통신 유닛(320), 출력 유닛(330), 전원 유닛(340), 제어 유닛(350) 및 저장 유닛(360)을 포함한다. 추가적으로, 구현예에서, 제어 장치(300)는, 제1 냉각 시스템(10), 제2 냉각 시스템(100), 및 제3 냉각 시스템(200)의 전기적 부분(예를 들어, 다양한 개폐 밸브, 다양한 감지 유닛 등) 각각에 배선(미도시)을 통해 전기적으로 연결된다.

(구성-제어 장치-작동 유닛)

작동 유닛(310)은, 다양한 종류의 정보에 대한 작동 입력을 수신하기 위한 작동 섹션이다. 작동 유닛(310)은, 터치 패널과 같은 공지된 작동 섹션, 리모콘과 같은 원격식 작동 섹션 또는 하드 스위치를 사용하여 구성된다.

(구성-제어 장치-통신 유닛)

통신 유닛(320)은 제1 냉각 시스템(10), 제2 냉각 시스템(100), 및 제 3 냉각 시스템(200)의 각각의 전기적 부분 또는 관리 서버 등의 외부 기기와 통신하기 위한 통신 유닛이고, 예를 들어, 공지된 통신 섹션 등을 사용하여 구성된다.

(구성-제어 장치-출력 유닛)

출력 유닛(330)은, 제어 유닛(350)의 제어에 기초하여 다양한 종류의 정보를 출력하는 출력 섹션이고, 예를 들어 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이와 같은 평판 디스플레이와 같이 공지된 디스플레이 섹션 또는 스피커와 같은 알려진 오디오 출력 섹션을 이용하여 구성된다.

(구성-제어 장치-전력 공급 유닛)

전력 공급 유닛(340)은, 상용 전원(미도시)으로부터 공급된 또는 전력 공급 유닛(340)에 저장된 전력을 제어 장치(300)의 각 부분에 공급하는, 전력 공급 섹션이다.

(구성-제어 장치-출력 유닛)

제어 유닛(350)은, 제어 장치(300)의 각 부분을 제어하는 제어 섹션이다. 구체적으로, 제어 유닛(350)은, CPU, CPU에서 해석되고 실행될 각종 프로그램(OS와 같은 기본 제어 프로그램 및 OS에서 시작하여 특정 기능을 실현하는 응용 프로그램을 포함), 및 다양한 프로그램과 다양한 데이터를 저장하기 위한 내부 메모리, 예컨대 RAM을 포함하는, 컴퓨터이다.

또한, 제어 유닛(350)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 개폐 제어 유닛(351) 및 압축 제어 유닛(352)을 기능적 개념으로 포함한다.

개폐 제어 유닛(351)은, 소정의 방법에 따라 설정된 제2 냉매의 설정 온도에 기초하여, 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b) 및 제3 개폐 밸브(72c)의 개폐를 제어하는, 개폐 제어 섹션이다.

압축 제어 유닛(352)은, 온도 감지 유닛(73)의 감지 결과와 소정의 방법으로 얻은 제2 냉매의 온도에 기초하여, 압축 유닛(20)을 제어하는, 압축 제어 섹션이다. 추가적으로, 제어 유닛(350)에 의해 실행된 처리는 상세히 후술될 것이다.

(구성-제어 장치-출력 유닛)

저장 유닛(360)은 제어 장치(300)의 작동에 필요한 프로그램 및 다양한 데이터를 저장하는 기록 섹션이고, 예를 들어 외부 기록 장치로서 하드 디스크(미도시)를 이용하여 구성된다. 그러나, 자기 디스크와 같은 자기 기록 매체, DVD 및 Blu-ray 디스크와 같은 광 기록 매체 또는 Flash Rom, USB 메모리 및 SD 카드와 같은 전자 기록 매체를 포함한 임의의 다른 기록 매체를 하드 디스크 대신에 또는 하드 디스크와 함께 사용할 수 있다.

전술한 냉각 시스템(1)으로, 제1 냉매를 이용하여 제2 냉매를 효과적으로 냉각하는 것이 가능하다. 또한, 제3 서브-배관(71c)의 열(냉열)을 이용하여 저장 부분(30)의 제1 냉매를 냉각하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 냉매를 저장 부분(30)에 고 밀도로(구체적으로, 고 압력 및 고 밀도) 저장하고 저장 부분(30)을 콤팩트한 크기로 만들면서 저장 부분(30)의 저장량을 증가시키는 것이 가능하다. 또한, 제4 서브-배관(71d)의 열(온열)을 이용하여 저장 부분(30)의 제1 냉매를 가열하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 냉매를 저장 부분(30)에 저 밀도로(구체적으로, 저 압력 및 저 밀도) 저장하고 저장 부분(30)의 상황에 따라 제1 냉매를 저장하는 것이 가능하다. 추가적으로, "저장 부분(30)", "제1 서브-배관(71a)", "제2 서브-배관(71b)", "제3 서브-배관(71c)", "제4 서브-배관(71d)", "제1 개폐 밸브(72a)", "제2 개폐 밸브(72b)", "제3 개폐 밸브(72c)", "제4 개폐 밸브(72d)", 및 "개폐 제어 유닛(351)"은 청구 범위의 "냉매 제어 시스템"에 대응한다.

(제어 프로세스)

다음으로, 전술한 구성을 갖는 냉각 시스템(1)에 의해 실행된 제어 프로세스가 설명될 것이다. 도 4는 구현예에 따른 제어 프로세스의 흐름도이다(각 프로세스의 다음 설명에서 단계는 "S"로 약칭됨). 도 5는 제1 개폐 밸브(72a) 내지 제4 개폐 밸브(72d)로 개폐하는 경우에 제1 냉매의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 5(a)는 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)를 열고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)를 닫은 상태를 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)를 닫고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)를 열은 상태를 나타낸 도면이다.

제어 프로세스는 냉각 시스템(1)을 제어하기 위한 프로세스이다. 이 제어 프로세스를 실행하는 시간은 임의적이나, 본 구현예에서는 냉각 시스템(1)의 전력이 켜진 후 시작되는 것으로 설명될 것이다.

또한, 제어 프로세스의 전제는 본 구현예에서 다음과 같다. 즉, 제1 냉매의 원하는 양은 압축 유닛(20)에 포함되어 있다고 가정한다. 제1 개폐 밸브(72a), 제3 개폐 밸브(72c), 제3 전달 개폐 밸브(133c), 제4 전달 개폐 밸브(133d), 제5 전달 개폐 밸브(133e)는 닫혀 있으나, 다른 개폐 밸브는 냉각 시스템(1)의 다양한 개폐 밸브의 개폐 상태에서 열리는 것으로 가정한다. 따라서, 제1 냉매는 제1 순환 유로(61)와 제2 순환 유로(81)에서 순환할 수 있고, 제2 냉매는 전달 유로(131)에서 흐를 수 있고, 제3 냉매는 제1 전달 유로(201)와 제2 전달 유로(202)에서 흐르는 것으로 가정한다.

제어 프로세스가 시작하는 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이, SA1에서 제어 장치(300)의 제어 유닛(350)은 제1 냉매의 설정 온도(예를 들어, 약 +70°C 내지 +90°C 등, 이후 "제1 설정 온도"로 지칭됨)를 설정한다. 제1 설정 온도 설정 방법은 임의적이나, 본 구현예에서는 작동 유닛(310)을 통해 입력된 설정 온도를 나타내는 정보가, 설정될 제1 설정 온도로 설정된다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 저장 유닛(360)에 미리 저장된 설정 온도를 나타낸 정보, 또는 통신 유닛(320)을 통해 외부 장치로부터 수신된 설정 온도를 나타낸 정보를 설정될 제1 설정 온도로 설정할 수 있다(추가적으로, 후술할 SA2의 제2 설정 온도 설정 방법에 대해 동일하게 적용됨).

SA2에서 제어 장치(300)의 제어 유닛(350)은 제2 냉매의 설정 온도(예를 들어, 약 -20°C 내지 +80°C 등, 이후 "제2 설정 온도"로 지칭됨)를 설정한다.

SA3에서, 제어 장치(300)의 압축 제어 유닛(352)은 압축 유닛(20)을 제어한다(구체적으로는, 압축 유닛(20)의 작동 사이클을 반복하는 제어). 또한, 본 구현예에서는 제어 프로세스가 종료될 때까지 SA3의 프로세스가 계속 실행되는 것으로 가정한다.

본원에서, 압축 유닛(20)의 제어 프로세스 내용은 임의적이나, 본 구현예에서, 압축 유닛(20)(구체적으로 압축 유닛(20)의 작동 주파수)은, SA3의 프로세스 중 온도 감지 유닛(73)의 감지 결과 및 SA3 프로세스에서 제1 전달 온도 감지 유닛(135a) 내지 제3 전달 온도 감지 유닛(135c)의 적어도 하나의 감지 결과에 기초하여 제어된다.

예를 들어, 제1 전달 온도 감지 유닛(135a)(또는 제2 전달 온도 감지 유닛(135b) 또는 제3 전달 온도 감지 유닛(135c))에서 얻은 제2 냉매의 온도가 SA2에서 설정된 제2 설정 온도보다 높을 경우에, 압축 유닛(20)에서 유출되는 제1 냉매의 유량은, 온도 감지 유닛(73)에서 얻은 제1 냉매의 온도가 감소하도록 압축 유닛(20)의 작동 빈도를 증가시킴으로써, 증가된다.

또한, 제1 전달 온도 감지 유닛(135a)(또는 제2 전달 온도 감지 유닛(135b) 또는 제3 전달 온도 감지 유닛(135c))에서 얻은 제2 냉매의 온도가 SA2에서 설정된 제2 설정 온도보다 낮을 경우에, 압축 유닛(20)에서 유출되는 제1 냉매의 유량은, 온도 감지 유닛(73)에서 얻은 제1 냉매의 온도가 증가하도록 압축 유닛(20)의 작동 빈도를 감소시킴으로써, 감소된다.

이러한 프로세스를 이용해, 제1 냉매의 온도와 제2 냉매의 온도에 기초하여 압축 유닛(20)을 제어하고 압축 유닛(20)을 효율적으로 제어하는 것이 가능하다.

SA4에서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, SA2에서 설정된 제2 설정 온도에 기초하여, 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b), 제3 개폐 밸브(72c) 및 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐를 제어한다.

본원에서, 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b), 제3 개폐 밸브(72c) 및 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐 제어의 프로세스 내용은 임의적이나, 구현예에서, 이들 밸브는 다음과 같이 제어된다.

즉, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도(예를 들어, 저장 유닛(360)에 미리 저장된 제1 냉매의 임계 온도)보다 높은 경우에, 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)는 열리고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)는 닫힌다. 따라서, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매는 저장 부분(30)으로 유입되고, 제3 서브-배관(71c)의 열(냉열)은 저장 부분(30)의 제1 냉매로 전달된다.

또한, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 낮은 경우에, 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)는 닫히고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)는 열린다. 따라서, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 저장 부분(30)의 제1 냉매는 유입구 측 배관(62b)으로 유입되고, 제4 서브-배관(71d)의 열(온열)은 저장 부분(30)의 제1 냉매로 전달된다.

이와 같이, 제2 설정 온도에 기초하여 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b), 제3 개폐 밸브(72c) 및 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐 제어에 의해 저장 부분(30)의 제1 냉매를 효과적으로 냉각 및 가열하고 냉각 시스템(1)(구체적으로는 냉매 제어 시스템)의 사용성을 향상시키는 것이 가능하다. 특히, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 높은 경우에, 제1 냉매는 유출구 측 배관(62a)에서 저장 부분(30)으로 유입될 수 있고, 저장 부분(30)의 제1 냉매는 제3 서브 배관(71c)의 열에 의해 냉각될 수 있다. 따라서, 제2 설정 온도가 높은 경우, 제1 순환 유로(61)의 과도한 압력 또는 과도한 냉각 능력의 증가를 억제하면서 저장 부분(30)의 제1 냉매의 밀도를 증가시키는 것이 가능하다. 또한, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 낮은 경우에, 저장 부분(30)의 제1 냉매는 유입구 측 배관(62b)으로 유입될 수 있고, 저장 부분(30)의 제1 냉매는 제4 서브-배관(71d)의 열에 의해 가열될 수 있다. 따라서, 제1 순환 유로(61)의 냉매량을 증가시키면서 저장 부분(30) 내의 제1 냉매의 밀도를 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 제1 냉매는 이산화탄소이기 때문에, 이산화탄소가 염화 불화 탄소 가스보다 쉽게 팽창하더라도 제1 순환 유로(61)의 압력이 과도해지는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 제2 냉매는, 반도체 제조 시스템을 냉각시키기 위한 냉매이다. 따라서, 제2 냉매의 온도 범위가 비교적 넓은 경우에도, 제1 순환 유로(61)의 압력이 과도해지는 것을 방지하고, 제1 순환 유로(61)의 제1 냉매의 유량이 저장 부분(30)의 제1 냉매의 응축으로 인해 감소하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

도 4로 돌아가면, SA5에서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은 제8 개폐 밸브(72h)의 개폐를 제어한다. 또한, 본 구현예에서는 제어 프로세스가 종료될 때까지 SA5의 프로세스는 계속된다.

본원에서, 제8 개폐 밸브(72h)의 개폐 제어의 프로세스 내용은 임의적이나, 본 구현예에서, 개폐는 제2 설정 온도를 기초로 제어된다.

예를 들어, 제2 설정 온도가 저장 부분(360)에 저장된 임계값보다 미리 낮은 경우에, 제8 개폐 밸브(72h)는 소정의 개방도로 열린다. 따라서, 제6 서브-배관(71f)의 제5 열 교환 유닛(45)에 대해 상류 부분의 제1 냉매가, 제6 서브-배관(71f)의 제5 열 교환 유닛(45)에 대해 하류 부분으로 유입되기 때문에, 제1 냉매의 열 교환은 제5 열 교환 유닛(45)에 의해 수행된다.

또한, 제2 설정 온도가 임계값보다 높은 경우에, 제8 개폐 밸브(72h)는 닫힌다. 따라서, 제6 서브-배관(71f)의 제5 열 교환 유닛(45)에 대해 상류 부분의 제1 냉매가, 제6 서브-배관(71f)의 제5 열 교환 유닛(45)에 대해 하류 부분으로 유입되지 않기 때문에, 제1 냉매의 열 교환은 제5 열 교환 유닛(45)에 의해 수행되지 않는다.

이러한 프로세스로, 제2 설정 온도에 기초하여 제8 개폐 밸브(72h)의 개방도를 조절하고, 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 냉매의 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

SA5의 프로세스 이후, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은 제1 온도 조절 프로세스(SA6)를 시작한다.

(제어 프로세스-제1 온도 조절 프로세스)

다음으로, 도 4의 제1 온도 조절 프로세스(SA6)를 설명한다. 도 6은 제1 온도 조절 프로세스의 흐름도이다. 제1 온도 조절 프로세스는, 냉각 대상 측 배관(63)의 제1 냉매의 온도를 조절하기 위한 프로세스이다.

제1 온도 조절 프로세스가 시작되면, 도 6에 나타낸 바와 같이, SB1에서 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은 제1 전달 온도 감지 유닛(135a), 제2 전달 온도 감지 유닛(135b), 및 제3 전달 온도 감지 유닛(135c) 중 어느 하나로부터 제2 냉매의 온도를 얻는다.

SB2에서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, SB1에서 얻은 제2 냉매의 온도가 제2 설정 온도인지 여부를 판단한다. 그 다음, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, 제2 냉매의 온도가 제2 설정 온도로 판단되지 않는 경우(SB2, 아니오)에 SB3로 진행하고, 제2 냉매의 온도가 제2 설정 온도로 판단되는 경우(SB2, 예)에 제1 온도 조절 프로세스를 종료하고 도 4의 제어 프로세스를 실행하기 위해 복귀한다.

SB3에서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, SB1에서 얻은 제2 냉매의 온도를 기초로 하여 제6 개폐 밸브(72f) 및 제7 개폐 밸브(72g)의 개방도 제어를 수행한다. 이어서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, 제2 냉매의 온도가 SB2에서 제2 설정 온도로 판단될 때까지, SB1로 진행하고 SB1부터 SB3까지의 프로세스를 반복한다.

또한, 제6 개폐 밸브(72f)와 제7 개폐 밸브(72g)의 개방도 제어의 프로세스 내용은 임의적이나, 예를 들어 다음과 같이 개방도를 제어할 수 있다.

즉, SB1에서 얻은 제2 냉매의 온도가 SA2에서 설정된 제2 설정 온도보다 높은 경우에, 제6 개폐 밸브(72f)의 개방도는 제1 기준 개방도보다 넓고, 제7 개폐 밸브(72g)의 개방도는 제1 기준 개방도보다 좁아진다. 따라서, 제1 열 교환 유닛(41)으로 유입되는 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 냉매의 양이 증가하고 제2 열 교환 유닛(42)에 의해 열을 교환하고 유입구 측 배관(62b)으로 유입되는 제1 냉매의 양이 감소하기 때문에, 제2 열 교환 유닛(42)의 가열량이 감소하고 따라서 제1 냉매로 인한 제2 냉매의 냉각이 촉진된다.

또한, SB1에서 얻은 제2 냉매의 온도가 SA2에서 설정된 제2 설정 온도보다 낮은 경우에, 제6 개폐 밸브(72f)의 개방도는 제1 기준 개방도보다 좁고, 제7 개폐 밸브(72g)의 개방도는 제1 기준 개방도보다 넓어진다. 따라서, 제1 열 교환 유닛(41)으로 유입되는 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 냉매의 양이 감소하고 제2 열 교환 유닛(42)에 의해 열을 교환하고 유입구 측 배관(62b)으로 유입되는 제1 냉매의 양이 증가하기 때문에, 제2 열 교환 유닛(42)의 가열량이 증가하고 따라서 제1 냉매로 인한 제2 냉매의 냉각이 억제된다. 또한, "제1 기준 개방도"는, 예를 들어 제2 냉매의 온도가 제2 설정 온도와 동일한 경우에 개폐 밸브의 개방도를 의미한다.

이러한 프로세스로, 제2 냉매의 온도에 기초하여 제6 개폐 밸브(72f)와 제7 개폐 밸브(72g)의 개방도를 조절하고, 냉각 대상 측 배관(63)의 제1 냉매의 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

또한, 이러한 제1 온도 조절 과정에 의해 제2 냉매의 온도가 제2 설정 온도가 되도록, 냉각 대상 측 배관(63)의 제1 냉매의 온도를 조절하고, 따라서 제2 냉매를 효율적으로 냉각시키는 것이 가능하다.

도 4로 돌아가면, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, SA6 프로세스 이후 제2 온도 조절 프로세스(SA7)를 시작한다.

(제어 프로세스-제2 온도 조절 프로세스)

다음으로, 도 4의 제2 온도 조절 프로세스(SA7)를 설명한다. 도 7은 제2 온도 조절 프로세스의 흐름도이다. 제2 온도 조절 프로세스는, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매의 온도를 조절하기 위한 프로세스이다.

제2 온도 조절 프로세스가 시작되는 경우, 도 7에 나타낸 바와 같이 SC1에서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은 온도 감지 유닛(73)으로부터 제1 냉매의 온도를 얻는다.

SC2에서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, SC1에서 얻은 제1 냉매의 온도가 제1 설정 온도보다 낮은지 여부를 판단한다. 그 다음, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, 제1 냉매의 온도가 제1 설정 온도로 판단되지 않는 경우(SC2, 아니오)에 SC3로 진행하고, 제1 냉매의 온도가 제1 설정 온도로 판단되는 경우(SC2, 예)에 제2 온도 조절 프로세스를 종료하고 도 4의 제어 프로세스를 실행하기 위해 복귀한다.

SC3에서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, SC1에서 얻은 제1 냉매의 온도를 기초로 하여 제5 개폐 밸브(72e)의 개방도 제어를 수행한다. 이어서, 제어 장치(300)의 개폐 제어 유닛(351)은, 제1 냉매의 온도가 SC2에서 제1 설정 온도보다 낮은 것으로 판단될 때까지, SC1로 진행하고 SC1부터 SC3까지의 프로세스를 반복한다.

또한, 제5 개폐 밸브(72e)의 개방도 제어의 프로세스 내용은 임의적이나, 예를 들어 다음과 같이 개방도를 제어할 수 있다.

즉, SC1에서 얻은 제1 냉매의 온도가 SA1에서 설정된 제1 설정 온도보다 높은 경우, 제5 개폐 밸브(72e)의 개방도는 제2 기준 개방도보다 넓어진다. 따라서, 유입구 측 배관(62b)로 유입되는 냉각 대상 측 배관(63)의 제1 냉매의 양이 증가하기 때문에, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매의 온도를 감소시킬 수 있다.

또한, SC1에서 얻은 제1 냉매의 온도가 SA1에서 설정된 제1 설정 온도와 부합하는 경우, 제5 개폐 밸브(72e)의 개방도는 제2 기준 개방도로 유지된다. 따라서, 유입구 측 배관(62b)으로 유입되는 냉각 대상 측 배관(63)의 제1 냉매의 양이 유지되기 때문에, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매의 온도 증가를 억제하는 것이 가능하다. 또한, "제2 기준 개방도"는, 예를 들어 제1 냉매의 온도가 제1 설정 온도와 동일한 경우에 개폐 밸브의 개방도를 의미한다.

이러한 프로세스로, 제1 냉매의 온도에 기초하여 제5 개폐 밸브(72e)의 개방도를 조절하고, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매의 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

전술한 제2 온도 조절 프로세스로, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매의 온도는, 제1 냉매의 온도가 제1 설정 온도가 되도록 조절될 수 있다. 따라서, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매가 제1 서브-배관(71a)을 통해 저장 부분(30)으로 유입되는 경우에, 저장 부분(30)의 온도는, 유입되는 제1 냉매의 열로 인해 제1 냉매의 임계 온도 이상으로 쉽게 유지된다.

도 4로 돌아가면, SA8에서, 제어 장치(300)의 제어 유닛(350)은, 제어 프로세스를 종료할 시점(이하 "종료 시점"이라고 지칭됨)인지 여부를 판단한다. 종료 시점에 도달했는지 여부를 판단하는 방법은 임의적이다. 그러나, 예를 들어 작동 유닛(310)을 통해 소정의 작동이 수신되었는지 여부를 기초로 해서 판단을 수행한다. 본원에서, 소정의 작동이 수신되는 경우에 종료 시점이 도래한 것으로 판단하고, 소정의 작동을 수신하지 않는 경우에 종료 시점이 도래하지 않은 것으로 판단한다. 그 다음 종료 시점이 도래한 것으로 판단되는 경우(SA8, 예), 제어 장치(300)의 제어 유닛(350)은 제어 프로세스를 종료한다. 반면에, 종료 시점이 도래하지 않은 것으로 판단되는 경우(SA8, 아니오), 종료 시점이 SA8에서 도달하는 것으로 판단될 때까지 루틴은 SA6으로 진행하고 SA6에서 SA8로 진행한다.

전술한 제어 프로세스로, 제1 냉매를 이용하여 제2 냉매를 효과적으로 냉각하면서 냉각 시스템(1)의 사용성을 유지하는 것이 가능하다.

(구현예의 효과)

이러한 구현예에 따라, 상기 제1 순환 유로(61)를 구성하는 유출구 측 배관(62a)에 연결되고 상기 압축 유닛(20)의 유출구 측에 위치하는 제1 서브-배관(71a)으로서, 상기 유출구 측 배관(62a)의 냉매를 상기 제1 서브-배관(71a)을 통해 상기 저장 부분(30)으로 유입시키는 제1 서브-배관; 상기 제1 순환 유로(61)를 구성하는 유입구 측 배관(62b)에 연결되고 상기 압축 유닛(20)의 유입구 측에 위치하는 제2 서브-배관(71b)으로서, 상기 저장 부분(30)의 냉매를 상기 제2 서브-배관(71b)을 통해 상기 유입구 측 배관(62b)으로 유입시키는 제2 서브-배관; 상기 유입구 측 배관(62b)과 연결되는 제3 서브-배관(71c)으로서, 상기 유출구 측 배관(62a)의 열보다 낮은 상기 제3 서브-배관(71c)의 열이 상기 저장 부분(30)의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제3 서브-배관; 상기 제1 서브-배관(71a)에 제공되고 상기 유출구 측 배관(62a)의 냉매가 상기 저장 부분(30)으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제1 개폐 밸브(72a); 상기 제2 서브-배관(71b)에 제공되고 상기 저장 부분(30)의 냉매가 상기 유입구 측 배관(62b)으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제2 개폐 밸브(72b); 및 상기 제3 서브-배관(71c)에 제공되고 상기 제3 서브-배관(71c)의 저장 부분(30)에 대해 상류 부분에 있는 상기 냉매가 상기 제3 서브-배관(71c)의 저장 부분(30) 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제3 개폐 밸브(72c)를 제공하기 때문에, 상기 제3 서브-배관(71c)의 열(냉열)을 사용하여 상기 저장 부분(30)의 냉매를 냉각하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 냉매를 상기 저장 부분(30)에 고 밀도로 저장하고 상기 저장 부분(30)을 콤팩트한 크기로 만들면서 상기 저장 부분(30)의 저장량을 증가시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 개폐 제어 유닛(351)은 상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 해서 상기 제1 개폐 밸브(72a), 상기 제2 개폐 밸브(72b), 및 상기 제3 개폐 밸브(72c)의 개폐 제어를 수행하도록 제공되기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브(72a), 상기 제2 개폐 밸브(72b), 및 상기 제3 개폐 밸브(72c)의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 저장 부분(30)의 냉매를 효과적으로 냉각하고 상기 냉매 제어 시스템 및 상기 냉각 시스템(1)의 사용성을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 개폐 제어 유닛(351)은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브(72a)와 상기 제3 개폐 밸브(72c)를 열고 상기 제2 개폐(72b) 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브(72a)와 상기 제3 개폐 밸브(72c)를 닫고 상기 제2 개폐 밸브(72b)를 열기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매의 임계 온도 이상인지 여부에 따라 상기 제1 개폐 밸브(72a), 상기 제2 개폐 밸브(72b), 및 상기 제3 개폐 밸브(72c)의 개폐 제어를 수행하고 추가적으로 상기 저장 부분(30)의 냉매를 효과적으로 냉각시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 유출구 측 배관(62a)에 연결되는 제4 서브-배관(71d)으로서, 상기 제3 서브-배관(71c)의 열보다 높은 상기 제4 서브-배관(71d)의 열이 상기 저장 부분(30)의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제4 서브-배관; 및 상기 제4 서브-배관(71d)에 제공되고 상기 제4 서브-배관(71d)의 저장 부분(30)에 대해 상류 부분에 있는 냉매가 상기 제4 서브-배관(71d)의 저장 부분(30) 측의 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제4 개폐 밸브(72d)가 제공되기 때문에, 상기 제4 서브-배관(71d)의 열(온열)을 이용하여 상기 저장 부분(30)의 냉매를 가열하고, 상기 제1 순환 유로(61)의 냉매량을 증가시키면서 상기 저장 부분(30)의 냉매 밀도를 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 개폐 제어 유닛(351)은 상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 해서 상기 제1 개폐 밸브(72a), 상기 제2 개폐 밸브(72b), 상기 제3 개폐 밸브(72c), 및 상기 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브(72a), 상기 제2 개폐 밸브(72b), 상기 제3 개폐 밸브(72c), 및 상기 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 저장 부분(30)의 냉매를 효과적으로 냉각 및 가열하고 상기 저장 부분(30)의 상황에 따라 상기 냉매를 저장하는 것이 가능하다.

또한, 상기 개폐 제어 유닛(351)은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브(72a)와 상기 제3 개폐 밸브(72c)를 열고 상기 제2 개폐 밸브(72b)와 상기 제4 개폐 밸브(72d)를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브(72a)와 상기 제3 개폐 밸브(72c)를 닫고 상기 제2 개폐 밸브(72b)와 상기 제4 개폐 밸브(72d)를 열기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매의 임계 온도 이상인지 여부에 따라 상기 제1 개폐 밸브(72a), 상기 제2 개폐 밸브(72b), 및 상기 제3 개폐 밸브(72c), 및 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐 제어를 수행하고 추가적으로 상기 저장 부분(30)의 냉매를 효과적으로 냉각 및 가열시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 서브-배관(71a)과 상기 제2 서브-배관(71b) 각각의 부분이 다른 부분보다 높게 위치하도록 상기 제1 서브-배관(71a)과 상기 제2 서브-배관(71b)을 형성함으로써, 상기 저장 부분(30)의 냉매가 상기 제1 서브-배관(71a) 또는 상기 제2 서브-배관(71b)을 통해 상기 유출구 측 배관(62a) 또는 상기 유입구 측 배관(62b)으로 역류하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 상기 저장 부분(30)의 냉매 밀도는, 상기 저장 부분(30)을 냉각하는 경우에 상기 제1 서브-배관(71a) 및 상기 제2 서브-배관(71b)의 냉매 밀도보다 훨씬 커진다. 따라서, 상기 저장 부분(30)의 냉매가 중력에 의해 상기 제1 서브-배관(71a) 또는 상기 제2 서브-배관(71b)을 통해 상기 유출구 측 배관(62a) 또는 상기 유입구 측 배관(62b)으로 역류하는 것을 방지하고 상기 제1 순환 유로(61) 내의 냉매량을 정확하게 관리하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 서브-배관(71a)을 통해 상기 저장 부분(30)으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 방지부(76)가 제공되기 때문에, 상기 제1 서브-배관(71a)을 통해 상기 저장 부분(30)으로 이물질이 유입되는 것을 방지하고 상기 저장 부분(30)의 냉매가 이물질에 의해 오염되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 상기 냉매는 이산화탄소이기 때문에, 이산화탄소가 염화 불화 탄소 가스보다 쉽게 팽창하더라도 제1 순환 유로(61)의 압력이 과도해지는 것을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 상기 냉각 대상은, 반도체 제조 시스템을 냉각시키기 위한 냉매이다. 따라서, 상기 냉각 대상의 온도 범위가 비교적 넓은 경우에도, 제1 순환 유로(61)의 압력이 과도해지는 것을 방지하고, 제1 순환 유로(61)의 냉매의 유량이 저장 부분(30)의 냉매의 응축으로 인해 감소하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 상기 냉각 대상 측 배관(63)은, 상기 제1 열 교환 유닛(41)의 측면에 위치한 제1 냉각 대상 측 배관(63a)과 상기 제2 열 교환 유닛(42)의 측면에 위치한 제2 냉각 대상 측 배관(63b)을 포함하고, 상기 감지 섹션은, 상기 유출구 측 배관(62a)의 온도 또는 상기 유입구 측 배관(62b)의 온도를 감지하기 위해 제공되고, 상기 제5 서브-배관(71e)은 상기 제1 냉각 대상 측 배관(63a)과 상기 유입구 측 배관(62b)에서 상기 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분에 연결되도록 제공되고, 제5 개폐 밸브(72e)는 상기 유입구 측 배관(62b)으로 유입되는 냉각 대상 측 배관(63)의 냉매량을 조절하도록 상기 제5 서브-배관(71e)에 제공되고, 상기 개폐 제어 유닛(351)은 상기 감지 섹션의 감지 결과에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브(72e)의 개방도 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉매의 온도에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브(72e)의 개방도를 조절하고 상기 유출구 측 배관(62a)의 냉매 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분에 제공되고 상기 제1 열 교환 유닛(41)으로 유입되는 상기 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 냉매량을 조절할 수 있는 제6 개폐 밸브(72f); 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 제2 열 교환 유닛(42)에 대해 하류 부분에 제공되고 상기 제2 열 교환 유닛(42)에 의해 열을 교환하고 상기 유입구 측 배관(62b)으로 유입되는 냉매량을 조절할 수 있는 제7 개폐 밸브(72g)가 제공되고, 상기 개폐 제어 유닛(351)은 소정의 방법에 의해 얻은 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여 상기 제6 개폐 밸브(72f)와 상기 제7 개폐 밸브(72g)의 개방도 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉각 대상의 온도를 기초로 하여 상기 제6 개폐 밸브(72f)와 상기 제7 개폐 밸브(72g)의 개방도를 조절하고 상기 냉각 대상 측 배관(63)의 냉매 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

또한, 상기 감지 섹션의 감지 결과 및 소정의 방법에 의해 얻은 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여, 압축 유닛(20)을 제어하는 압축 제어 유닛(352)이 제공되기 때문에, 상기 냉매의 온도와 상기 냉각 대상의 온도를 기초로 하여 상기 압축 유닛(20)을 제어하고 상기 압축 유닛(20)을 효율적으로 제어하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 냉각 대상 측 배관(63a)의 제1 열 교환 유닛(41)에 대해 상류 부분의 냉매, 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 제2 열 교환 유닛(42)에 대해 하류 부분의 냉매 간에 열 교환하는 제6 열 교환 유닛(46)이 제공되기 때문에, 상기 제2 냉각 대상 측 배관(63b)의 제2 열 교환 유닛(42)에 대해 하류 부분의 냉매 온도를 높이고 상기 건조 냉매를 상기 압축 유닛(20)으로 유입시키는 것이 가능하다.

[III]구현예의 변형 예시

본 발명의 구현예를 전술했지만, 본 발명의 특정 구성 및 섹션은 청구범위에 설명된 각 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 임의로 변형 및 개선될 수 있다. 이하에서 이러한 변형 예시를 설명한다.

(해결할 문제점 및 발명의 효과)

먼저, 본 발명이 해결하고자 하는 문제점 및 본 발명의 효과는 전술한 내용에 제한되지 않고, 본 발명은 전술하지 않은 문제를 해결하거나 전술하지 않은 효과를 달성한다. 또한, 본 발명은 전술한 문제점의 일부만을 해결하거나 전술한 효과의 일부만을 달성한다.

(분산 및 통합)

또한, 전술한 각 전기 구성 요소는 기능적 개념이며, 도면에 나타낸 바와 같이 물리적으로 구성될 필요는 없다. 즉, 각 부분의 특정 형태의 분산 또는 통합은 도면에 나타낸 것에 제한되지 않으며, 부분의 전부 또는 일부는 다양한 부하, 사용 조건 등에 따라 임의의 단위로 기능적 또는 물리적으로 분산 또는 통합될 수 있다. 또한, 본 출원에서 "시스템"은 복수의 장치로 구성된 시스템에 제한되지 않고, 오히려 단일 장치로 구성된 시스템을 포함한다. 또한, 본 출원에서 "장치"는 단일 장치로 구성된 장치에 제한되지 않고, 오히려 복수의 장치로 구성된 장치를 포함한다. 또한, 전술한 구현예에서 설명된 각 정보의 데이터 구조는 임의로 변경될 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(300)는, 서로 통신할 수 있는 복수의 장치에 분산될 수 있고, 제어 유닛(350)은 복수의 장치 중 일부에 제공될 수 있고, 저장 유닛(360)은 복수의 장치 중 다른 부분에 제공될 수 있다.

(형상, 수치, 구조, 및 시계열)

구현예 또는 도면에 나타낸 구성 요소에서, 복수의 구성 요소의 형상, 수치, 구조 또는 시계열 관계는, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 임의로 변형 및 개선될 수 있다.

(제3 냉매)

전술한 구현예에서, 제 3 냉매가 산업용수인 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제3 냉매는 공기일 수 있다. 이 경우, 제3 냉각 시스템(200)은, 제3 냉매를 제3 열 교환 유닛(43)으로 보내는 제1 전달 유닛(예를 들어, 공지의 송풍기), 및 제3 냉매를 제4 열 교환 유닛(44)으로 보내는 제2 전달 유닛(예를 들어, 공지의 송풍기)을 포함할 수 있다.

(제1 냉각 시스템)

전술한 구현예에서, 제1 냉각 시스템(10)이 제5 열 교환 유닛(45), 제6 열 교환 유닛(46), 제1 제거 유닛(47), 및 제2 제거 유닛(48)을 포함하는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제5 열 교환 유닛(45), 제6 열 교환 유닛(46), 제1 제거 유닛(47), 및 제2 제거 유닛(48) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 또한, 제5 열 교환 유닛(45)이 생략된 경우, 제8 개폐 밸브(72h)는 생략될 수 있다.

또한, 전술한 구현예에서, 제1 냉각 시스템(10)이, 제5 개폐 밸브(72e), 제6 개폐 밸브(72f), 제7 개폐 밸브(72g), 및 제8 개폐 밸브(72h)를 포함하는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제5 개폐 밸브(72e), 제6 개폐 밸브(72f), 제7 개폐 밸브(72g), 제8 개폐 밸브(72h) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 또한, 제5 개폐 밸브(72e)가 생략된 경우, 제어 프로세스의 SA7 프로세스가 생략될 수 있다. 또한, 제6 개폐 밸브(72f) 및 제7 개폐 밸브(72g)가 생략된 경우, 제어 프로세스의 SA6 프로세스는 생략될 수 있다. 또한, 제8 개폐 밸브(72h)가 생략된 경우, 제어 프로세스의 SA5 프로세스가 생략될 수 있다.

또한, 전술한 구현예에서, 제1 냉각 시스템(10)이 압축 유닛(20), 저장 부분(30), 제1 열 교환 유닛(41) 내지 제6 열 교환 유닛(46), 제1 제거 유닛(47), 제2 제거 유닛(48), 및 순환 유닛(50)을 포함하는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 온도 조절 유닛은 이들 구성 요소 외에 제공될 수 있다. 본원에서, 온도 조절 유닛은 저장 부분(30)에서 제1 냉매의 온도를 조절하는 온도 조절 섹션이고, 예를 들어 공지된 온도 조절기(예를 들어, 적어도 가열 기능 또는 냉각 기능을 갖는 온도 조절기) 등을 이용하여 구성되고, 저장 부분(30)에 제공된다. 또한, 온도 조절 유닛의 설치 방법은 임의적이나, 예를 들어 온도 조절 유닛은 저장 부분(30)에 설치될 수 있거나 저장 부분(30) 외부의 저장 부분(30)에 감기도록 설치될 수 있다. 이러한 온도 조절 유닛은, 저장 부분(30) 내의 제1 냉매의 온도를 조절할 수 있고, 예를 들어 온도 조절 유닛의 열(냉열)을 이용하여 저장 부분(30) 내의 냉매를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 냉매는 저장 부분(30)에 고 밀도로 쉽게 저장된다.

또한, 전술한 구현예에서, 제1 냉각 시스템(10)이, 제4 서브-배관(71d) 및 제4 개폐 밸브(72d)를 포함하는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도 8은 냉각 시스템(1)의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다. 예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제4 서브-배관(71d)과 제4 개폐 밸브(72d)는 생략될 수 있다. 이 경우에, 제어 프로세스의 SA4에서, SA2에서 설정된 제2 설정 온도에 기초하여, 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b), 및 제3 개폐 밸브(72c)의 개폐 제어를 수행한다. 구체적으로, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 높은 경우, 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)는 열릴 수 있고 제2 개폐 밸브(72b)는 닫힐 수 있고, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 낮은 경우, 제1 개폐 밸브(72a)는 닫힐 수 있고 제2 개폐 밸브(72b)는 열릴 수 있다. 따라서, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 높은지 여부에 따라, 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b) 및 제3 개폐 밸브(72c)의 개폐 제어를 수행하고 저장 부분(30)의 제1 냉매를 효과적으로 냉각하는 것이 가능하다.

(순환 유닛)

전술한 구현예에서, 순환 유닛(50)의 유출구 측 배관(62a)과 제6 서브-배관(71f)이 각각 별도의 부재로 형성되는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도 9는 냉각 시스템(1)의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다. 예를 들어, 배관의 수를 줄이는 관점에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 유출구 측 배관(62a)과 제6 서브-배관(71f)은 서로 일체식으로 형성될 수 있다.

또한, 전술한 구현예에서, 제1 서브-배관(71a)과 제2 서브-배관(71b)이 구부러져서, 각각의 제1 서브-배관(71a)과 제2 서브-배관(71b)의 저장 부분(30)에 수용된 부분의 전방 말단부가 저장 부분(30)의 상단 근처에 위치하고 제3 서브-배관(71c) 및 제4 서브 배관(71d) 위에 위치하도록 설명된 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도 10은 제1 서브-배관(71a)과 제2 서브-배관(71b)의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다. 예를 들어, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 서브-배관(71a)과 제2 서브-배관(71b)이 구부러질 수 있어서, 각각의 제1 서브-배관(71a)과 제2 서브-배관(71b)의 저장 부분(30)에 수용되지 않는 부분이, 제1 서브-배관(71a) 및 제2 서브-배관(71b)의 구부러짐 외에도 제3 서브-배관(71c) 및 제4 서브 배관(71d) 위에 위치하도록 한다.

또한, 전술한 구현예에서, 유입 방지부(76)가 순환 유닛(50)의 제1 서브-배관(71a)에 제공되는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 유입 방지부(76)는 생략될 수 있다.

(저장 부분)

전술한 구현예에서, 설치된 저장 부분(30)의 개수가 하나인 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도 11 내지 도 13은 냉각 시스템(1)의 변형 예시를 나타낸 다이어그램이다. 예를 들어, 도 11에 나타낸 바와 같이, 설치된 저장 부분(30)의 개수는 2개 이상일 수 있다. 이 경우에, 제1 서브-배관(71a) 및 제2 서브-배관(71b)은 각각 분기될 수 있고, 각 저장 부분(30)에 제공되어 각 저장 부분(30)의 제1 냉매가 통과하도록 할 수 있다. 또한, 각 저장 부분(30)은 제3 서브-배관(71c)과 제4 서브-배관(71d) 각각을 구비할 수 있어, 각 저장 부분(30)의 제1 냉매를 제3 서브-배관(71c)의 열(냉열)을 이용하여 냉각시킬 수 있고, 저장 부분(30)의 제1 냉매는 제4 서브-배관(71d)의 열(온열)을 이용하여 가열될 수 있다.

또한, 도 11에서, 유출구 측 배관(62a)과 제6 서브-배관(71f)은 서로 분리되어 형성되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 12에 나타낸 바와 같이, 유출구 측 배관(62a)과 제6 서브-배관(71f)은 서로 일체식으로 형성될 수 있다. 또한, 도 11에서 제4 서브-배관(71d) 및 제4 개폐 밸브(72d)가 제공되나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제4 서브-배관(71d)과 제4 개폐 밸브(72d)는 생략될 수 있다. 또한, 도 11에서 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매가 하나의 제1 개폐 밸브(72a)를 이용하여 복수의 저장 부분(30)으로 선택적으로 유입되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 각 저장 부분(30)에 대응하는 제1 개폐 밸브(72a)가 제공될 수 있고, 유출구 측 배관(62a)의 제1 냉매는, 제1 개폐 밸브(72a)(추가적으로 제2 개폐 밸브(72b), 제3 개폐 밸브(72c) 및 제4 개폐 밸브(72d)에 대해서도 동일하게 적용됨)를 이용하여 각 저장 부분(30)으로 개별적 및 선택적으로 유입될 수 있다.

(압축 유닛)

전술한 구현예에서, 압축 유닛(20)이 주파수-제어 작동 유형 컴프레서 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 압축 유닛은 일정한 속도로 작동하는 유형의 컴프레서일 수 있다.

또한, 전술한 구현예에서, 압축 유닛(20)이 2단 컴프레서인 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 압축 유닛(20)은 1단 컴프레서일 수 있다. 이 경우, 냉각 시스템(1)은 제4 열 교환 유닛(44), 제2 순환 유닛(80), 제2 전달 유로(202) 및 제2 전달 개폐 밸브(204)를 생략할 수 있다.

(제2 냉각 시스템)

전술한 구현예에서, 제2 냉각 시스템(100)이 에어 벤트 유닛(110), 저장 부분(120), 제1 서브-전달 배관(132a) 내지 제4 서브-전달 배관(132d), 제1 전달 개폐 밸브(133a) 내지 제4 전달 개폐 밸브(133d), 펌프 유닛(134), 제1 전달 온도 감지 유닛(135a), 제2 전달 온도 감지 유닛(135b), 전달 압력 감지 유닛(136), 및 유량 감지 유닛(137)을 포함하는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 에어 벤트 유닛(110), 저장 부분(120), 제1 서브-전달 배관(132a) 내지 제4 서브-전달 배관(132d), 제1 전달 개폐 밸브(133a) 내지 제4 전달 개폐 밸브(133d), 펌프 유닛(134), 제1 전달 온도 감지 유닛(135a), 제2 전달 온도 감지 유닛(135b), 전달 압력 감지 유닛(136), 및 유량 감지 유닛(137) 중 하나는 생략될 수 있다.

(제3 냉각 시스템)

전술한 구현예에서, 제3 냉각 시스템(200)이 제6 전달 개폐 밸브(203) 내지 제8 전달 개폐 밸브(205) 및 전달 온도 감지 유닛(206)을 포함하는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제6 전달 개폐 밸브(203) 내지 제8 전달 개폐 밸브(205) 및 전달 온도 감지 유닛(206) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.

(제어 프로세스)

전술한 구현예에서, 압축 유닛(20)의 작동 주파수는, 온도 감지 유닛(73)의 감지 결과 및 SA3에서 제1 전달 온도 감지 유닛(135a) 내지 제3 전달 온도 감지 유닛(135c)의 적어도 하나의 감지 결과에 기초하여 제어되는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 압축 유닛의 작동 주파수는 일정한 주파수로 제어될 수 있다.

또한, 전술한 구현예에서, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 높은 경우에, 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)가 열리고 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)가 닫히고, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 낮은 경우에, 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)가 닫히고 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)가 열리도록 SA4 프로세스가 수행되는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제어는 다음과 같을 수 있다.

즉, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 높은 경우에, 저장 부분(30)의 압력 상태가 소정의 고 압력 상태에 도달할 때까지 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)는 열릴 수 있고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)는 닫힐 수 있다. 그 다음, 압력 상태가 소정의 고 압력 상태에 도달하는 경우, 제1 개폐 밸브(72a)는 닫힐 수 있고, 반면에 제3 개폐 밸브(72c)는 열리고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)는 닫힌다. 또한, 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 낮은 경우에, 저장 부분(30)의 압력 상태가 소정의 저 압력 상태에 도달할 때까지 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)는 닫힐 수 있고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)는 열릴 수 있다. 그 다음, 압력 상태가 소정의 저 압력 상태에 도달하는 경우, 제2 개폐 밸브(72b)는 닫힐 수 있고, 반면에 제1 개폐 밸브(72a) 및 제3 개폐 밸브(72c)는 닫히고 제4 개폐 밸브(72d)는 열린다.

대안적으로, 적어도 소정의 방법에 의해 얻은 압축 유닛(20)의 작동 압력값(예를 들어, 제1 압력 감지 유닛(74a)으로부터 얻은 압력값 등)이 임계값보다 높거나 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 높은 경우에, 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)가 열릴 수 있고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)는 닫힐 수 있다. 반면에, 적어도 압축 유닛(20)의 작동 압력값이 임계값보다 낮거나 제2 설정 온도가 제1 냉매의 임계 온도보다 낮은 경우에, 제1 개폐 밸브(72a)와 제3 개폐 밸브(72c)가 닫힐 수 있고, 제2 개폐 밸브(72b)와 제4 개폐 밸브(72d)는 열릴 수 있다. 이와 같이, 압축 유닛(20)의 작동 압력값과 제2 설정 온도 중 적어도 하나에 기초하여, 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b), 제3 개폐 밸브(72c), 및 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하고, 제2 설정 온도만 기초하여 제1 개폐 밸브(72a), 제2 개폐 밸브(72b), 제3 개폐 밸브(72c), 및 제4 개폐 밸브(72d)의 개폐 제어를 수행하는 경우에 비해 제1 순환 유로(61)의 과잉 압력을 억제하면서 저장 부분(30)으로 유입된 제1 냉매의 열로 인한 제1 냉매의 임계 온도 이상(또는 과열된 증기 온도)으로 저장 부분(30)의 온도를 유지하는 것이 쉽다(추가적으로 제4 서브-배관(71d)과 제4 개폐 밸브(72d)이 생략된 냉각 시스템(1)도 동일한 방식으로 처리될 수 있음).

참고

참고 1의 냉매 제어 시스템은, 압축 섹션에 연결된 순환 유로를 흐르는 냉매를 제어하고, 상기 압축 섹션에 의해 압축된 냉매를 순환시켜 냉매와 냉각 대상 사이에서 열을 교환하는 냉매 제어 시스템이고, 상기 냉매 제어 시스템은, 상기 냉매를 저장하는 저장 섹션; 상기 순환 유로를 구성하는 유출구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유출구 측에 위치하는 제1 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 냉매를 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 유입시키는 제1 배관; 상기 순환 유로를 구성하는 유입구 측 배관에 연결되고 압축 섹션의 유입구 측에 위치하는 제2 배관으로서, 상기 저장 섹션의 냉매를 상기 제2 배관을 통해 유입구 측 배관으로 유입시키는 제2 배관; 상기 유입구 측 배관과 연결되는 제3 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 열보다 낮은 상기 제3 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제3 배관; 상기 제1 배관에 제공되고 상기 유출구 측 배관의 냉매가 상기 저장 섹션으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제1 개폐 밸브; 상기 제2 배관에 제공되고 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 유입구 측 배관으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제2 개폐 밸브; 상기 제3 배관에 제공되고 상기 제3 배관에 대해 상류 부분에 있는 상기 냉매가 상기 제3 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제3 개폐 밸브; 및 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 제1 개폐 밸브, 제2 개폐 밸브, 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 개폐 제어 섹션을 포함한다.

참고 2의 냉매 제어 시스템은 참고 1의 냉매 제어 시스템에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 연다.

참고 3의 냉매 제어 시스템은 참고 2의 냉매 제어 시스템에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 개폐 제어 섹션은, 적어도 소정의 방법에 의해 획득된 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 높거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 적어도 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 낮거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 연다.

참고 4의 냉매 제어 시스템은 참고 1 내지 참고 3 중 어느 하나에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 유출구 측 배관에 연결되는 제4 배관으로서, 상기 제3 배관의 열보다 높은 상기 제4 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제4 배관; 및 상기 제4 배관에 제공되고 상기 제4 배관의 저장 섹션에 대해 상류 부분에 있는 냉매가 상기 제4 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제4 개폐 밸브를 더 포함하되, 상기 개폐 제어 섹션은, 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 제1 개폐 밸브, 제2 개폐 밸브, 제3 개폐 밸브, 및 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행한다.

참고 5의 냉매 제어 시스템은 참고 4의 냉매 제어 시스템에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 연다.

참고 6의 냉매 제어 시스템은 참고 1 내지 참고 5 중 어느 하나에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관 각각의 부분이 다른 부분보다 높게 위치하도록 상기 제1 배관과 상기 제2 배관을 형성함으로써, 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관을 통해 상기 유출구 측 배관 또는 상기 유입구 측 배관으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

참고 7의 냉매 제어 시스템은 참고 1 내지 참고 6 중 어느 하나에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 방지 섹션을 더 포함한다.

참고 8의 냉매 제어 시스템은 참고 1 내지 참고 7 중 어느 하나에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 저장 섹션의 냉매의 온도를 조절하는 온도 조절 섹션을 더 포함한다.

참고 9의 냉매 제어 시스템은 참고 1 내지 참고 8 중 어느 하나에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 냉매는 이산화탄소이다.

참고 10의 냉매 제어 시스템은 참고 1 내지 참고 9 중 어느 하나에 따른 냉매 제어 시스템으로서, 상기 냉각 대상은 반도체 제조 시스템을 냉각시키기 위한 냉매이다.

참고 11의 냉각 시스템은 상기 냉매를 사용하여 상기 냉각 대상을 냉각하기 위한 냉각 시스템으로서, 상기 냉매를 압축하는 압축 섹션; 상기 압축 섹션에 연결되고 상기 냉각 대상 측에 위치하는 냉각 대상 측 배관을 포함하며, 상기 압축 섹션에 의해 압축된 냉매와 상기 냉각 대상 사이에서 열 교환하기 위해 상기 냉매를 순환시키는 순환 유로; 참고 1 내지 참고 10 중 어느 하나에 따른 냉매 제어 시스템; 및 냉각 대상 측 배관에 제공되고 냉각 대상 측 배관의 냉매와 상기 냉각 대상 사이에서 열을 교환하는 열 교환 섹션을 포함한다.

참고 12의 냉각 시스템은 참고 11에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 열 교환 섹션은, 상기 냉각 대상을 냉각할 수 있는 제1 열 교환 섹션과 상기 제1 열 교환 섹션에 의해 냉각된 상기 냉각 대상을 가열할 수 있는 제2 열 교환 섹션을 포함하고, 상기 냉각 대상 측 배관은, 상기 제1 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 제2 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제2 냉각 대상 측 배관을 포함하고, 상기 냉각 시스템은, 유출구 측 배관의 온도 또는 유입구 측 배관의 온도를 감지하는 감지 섹션; 상기 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 유입구 측 배관에서 상기 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 연결되는 제5 배관; 및 상기 제5 배관에 제공되고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제5 개폐 밸브를 더 포함하되, 상기 개폐 제어 섹션은 상기 감지 섹션의 감지 결과에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브의 개방도 제어를 수행한다.

참고 13의 냉각 시스템은 참고 12에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 제공되고 상기 제1 열 교환 섹션으로 유입되는 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제6 개폐 밸브; 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분에 제공되고 상기 제2 열 교환 섹션에 의해 열을 교환하고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉매량을 조절할 수 있는 제7 개폐 밸브를 더 포함하되, 상기 개폐 제어 섹션은 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여 상기 제6 개폐 밸브와 상기 제7 개폐 밸브의 개방도 제어를 수행한다.

참고 14의 냉각 시스템은 참고 12 또는 참고 13에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 감지 섹션의 감지 결과 및 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여, 압축 섹션을 제어하는 압축 제어 섹션을 더 포함한다.

참고 15의 냉각 시스템은 참고 12 내지 참고 14 중 어느 하나에 따른 냉각 시스템으로서, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분의 냉매, 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분의 냉매 사이의 열을 교환하는 냉매 열 교환 섹션을 더 포함한다.

참고의 이로운 효과

참고 1의 냉매 제어 시스템 및 참고 11의 냉각 시스템에 따라, 상기 순환 유로를 구성하는 유출구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유출구 측에 위치하는 제1 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 냉매를 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 유입시키는 제1 배관; 상기 순환 유로를 구성하는 유입구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유입구 측에 위치하는 제2 배관으로서, 상기 저장 섹션의 냉매를 상기 제2 배관을 통해 상기 유입구 측 배관으로 유입시키는 제2 배관; 상기 유입구 측 배관과 연결되는 제3 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 열보다 낮은 상기 제3 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제3 배관; 상기 제1 배관에 제공되고 상기 유출구 측 배관의 냉매가 상기 저장 섹션으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제1 개폐 밸브; 상기 제2 배관에 제공되고 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 유입구 측 배관으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제2 개폐 밸브; 상기 제3 배관에 제공되고 상기 제3 배관의 저장 섹션에 대해 상류 부분에 있는 냉매가 상기 제3 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제3 개폐 밸브를 제공하기 때문에, 상기 제3 배관의 열(냉열)을 사용하여 상기 저장 섹션의 냉매를 냉각하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 냉매를 상기 저장 섹션에 고 밀도로 저장하고 상기 저장 섹션을 콤팩트한 크기로 만들면서 상기 저장 섹션의 저장량을 증가시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 개폐 제어 유닛은 상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하도록 제공되기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각하고 상기 냉매 제어 시스템 및 상기 냉각 시스템의 사용성을 향상시키는 것이 가능하다.

참고 2의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 열기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매의 임계 온도 이상인지 여부에 따라 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하고 추가적으로 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각시키는 것이 가능하다.

참고 3의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 개폐 제어 섹션은, 적어도 소정의 방법에 의해 획득된 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 높거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 적어도 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 낮거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 열기 때문에, 상기 압축 유닛의 작동 압력값과 상기 냉각 대상의 설정 온도 중 적어도 하나에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하고, 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어가 상기 냉각 대상의 설정 온도만을 기초로 하는 경우에 비해, 상기 유로의 과잉 압력을 억제하면서 상기 저장 섹션으로 흐르는 상기 냉매의 열로 인해 냉매의 임계 온도 (또는 과열 증기 온도) 이상으로 저장 섹션의 온도를 유지하는 것이 쉽다.

참고 4의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 유출구측 배관에 연결되는 제4 배관으로서, 상기 제3 배관의 열보다 높은 상기 제4 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제4 배관; 및 상기 제4 배관에 제공되고 상기 제4 배관의 저장 섹션에 대해 상류 부분에 있는 냉매가 상기 제4 배관의 저장 섹션측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제4 개폐 밸브가 제공되기 때문에, 상기 제4 배관의 열(온열)을 이용하여 상기 저장 섹션의 냉매를 가열하고, 상기 유로의 냉매량을 증가시키면서 상기 저장 섹션의 냉매 밀도를 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 개폐 제어 유닛은 상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 상기 제3 개폐 밸브, 및 상기 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도에 기초해서 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 상기 제3 개폐 밸브, 및 상기 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각 및 가열하고 상기 저장 섹션의 상황에 따라 상기 냉매를 저장하는 것이 가능하다.

참고 5의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 열기 때문에, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매의 임계 온도 이상인지 여부에 따라 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 및 상기 제3 개폐 밸브, 및 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하고 추가적으로 상기 저장 섹션의 냉매를 효과적으로 냉각 및 가열시키는 것이 가능하다.

참고 6의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관 각각의 부분이 다른 부분보다 높게 위치하도록 상기 제1 배관과 상기 제2 배관을 형성함으로써, 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관을 통해 상기 유출구 측 배관 또는 상기 유입구 측 배관으로 역류하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 상기 저장 섹션의 냉매 밀도는, 상기 저장 섹션을 냉각하는 경우에 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관의 냉매 밀도보다 훨씬 커진다. 따라서, 상기 저장 섹션의 냉매가 중력에 의해 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관을 통해 상기 유출구 측 배관 또는 상기 유입구 측 배관으로 역류하는 것을 방지하고 상기 유로 내의 냉매량을 정확하게 관리하는 것이 가능하다.

참고 7의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 방지 섹션이 제공되기 때문에, 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 이물질이 유입되는 것을 방지하고 상기 저장 섹션의 냉매가 이물질에 의해 오염되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

참고 8의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 저장 섹션의 냉매 온도를 조절하는 온도 조절 섹션이 제공되기 때문에, 상기 저장 섹션의 냉매 온도를 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어 상기 온도 조절 유닛의 열(냉열)을 이용하여 상기 저장 섹션의 냉매를 쉽게 냉각하는 것이 가능하고, 상기 냉매는 상기 저장 섹션에 고밀도로 쉽게 저장된다.

참고 9의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 냉매는 이산화탄소이기 때문에, 이산화탄소가 염화 불화 탄소 가스보다 쉽게 팽창하더라도 상기 유로의 압력이 과도해지는 것을 방지하는 것이 가능하다.

참고 10의 냉매 제어 시스템에 따라, 상기 냉각 대상은 반도체 제조 시스템을 냉각시키기 위한 냉매이기 때문에, 비록 상기 냉각 대상의 온도 범위가 비교적 넓더라도 상기 유로의 압력이 과도해지는 것을 방지하고, 상기 저장 섹션의 냉매의 응축으로 인해 상기 유로의 냉매 유량이 감소하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

참고 12의 냉각 시스템에 따라, 상기 냉각 대상 측 배관은, 상기 제1 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 제2 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제2 냉각 대상 측 배관을 포함하고, 상기 냉각 시스템은, 상기 유출구 측 배관의 온도 또는 상기 유입구 측 배관의 온도를 감지하는 감지 섹션; 상기 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 유입구 측 배관에서 상기 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 연결되는 제5 배관; 및 상기 제5 배관에 제공되고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제5 개폐 밸브를 추가로 포함하되, 상기 개폐 제어 섹션은 상기 감지 섹션의 감지 결과에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브의 개방도 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉매의 온도에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브의 개방도를 조절하고 상기 유출구 측 배관의 냉매 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

참고 13의 냉각 시스템에 따라, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 제공되고 상기 제1 열 교환 섹션으로 유입되는 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제6 개폐 밸브; 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분에 제공되고 상기 제2 열 교환 섹션에 의해 열을 교환하고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉매량을 조절할 수 있는 제7 개폐 밸브가 제공되되, 상기 개폐 제어 섹션은 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여 상기 제6 개폐 밸브와 상기 제7 개폐 밸브의 개방도 제어를 수행하기 때문에, 상기 냉각 대상의 온도를 기초로 하여 상기 제6 개폐 밸브와 상기 제7 개폐 밸브의 개방도를 조절하고 상기 냉각 대상 측 배관의 냉매 온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.

참고 14의 냉각 시스템에 따라, 상기 감지 섹션의 감지 결과 및 소정의 방법에 의해 얻은 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여, 압축 섹션을 제어하는 압축 제어 섹션이 제공되기 때문에, 상기 냉매의 온도와 상기 냉각 대상의 온도를 기초로 하여 상기 압축 유닛을 제어하고 상기 압축 유닛을 효율적으로 제어하는 것이 가능하다.

참고 15의 냉각 시스템에 따라, 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분의 냉매, 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분의 냉매 사이의 열을 교환하는 냉매 열 교환 섹션이 제공되기 때문에, 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 유닛에 대해 하류 부분의 냉매 온도를 높이고 상기 건조 냉매를 상기 압축 유닛으로 유입시키는 것이 가능하다.

1 냉각 시스템
10 제1 냉각 시스템
20 압축 유닛
21 압축 유닛 몸체
22 제1 유출구
23 제1 유입구
24 제2 유출구
25 제2 유입구
26 제3 유입구
30 저장 부분
41 제1 열 교환 유닛
42 제2 열 교환 유닛
43 제3 열 교환 유닛
44 제4 열 교환 유닛
45 제5 열 교환 유닛
46 제6 열 교환 유닛
47 제1 제거 유닛
48 제2 제거 유닛
50 순환 유닛
60 제1 순환 유닛
61 제1 순환 유로
62 압축 유닛 측 배관
62a 유출구 측 배관
62b 유입구 측 배관
62c 보조 배관
62d 보조 밸브
63 냉각 대상 측 배관
63a 제1 냉각 대상 측 배관
63b 제2 냉각 대상 측 배관
71a 제1 서브-배관
71b 제2 서브-배관
71c 제3 서브-배관
71d 제4 서브-배관
71e 제5 서브-배관
71f 제6 서브-배관
72a 제1 개폐 밸브
72b 제2 개폐 밸브
72c 제3 개폐 밸브
72d 제4 개폐 밸브
72e 제5 개폐 밸브
72f 제6 개폐 밸브
72g 제7 개폐 밸브
72h 제8 개폐 밸브
73 온도 감지 유닛
74a 제1 압력 감지 유닛
74b 제2 압력 감지 유닛
74c 제3 압력 감지 유닛
75a 제1 배출 밸브
75b 제2 배출 밸브
76 유입 방지부
80 제2 순환 유닛
81 제2 순환 유로
82 압력 감지 유닛
100 제2 냉각 시스템
110 에어 벤트 유닛
120 저장 부분
121 보조 탱크
130 전달 유닛
131 전달 유로
132a 제1 서브-전달 배관
132b 제2 서브-전달 배관
132c 제3 서브-전달 배관
132d 제4 서브-전달 배관
132e 제5 서브-전달 배관
133a 제1 전달 개폐 밸브
133b 제2 전달 개폐 밸브
133c 제3 전달 개폐 밸브
133d 제4 전달 개폐 밸브
133e 제5 전달 개폐 밸브
134 펌프 유닛
135a 제1 전달 온도 감지 유닛
135b 제2 전달 온도 감지 유닛
135c 제3 전달 온도 감지 유닛
136 전달 압력 감지 유닛
137 유량 감지 유닛
138 레벨 감지 유닛
200 제3 냉각 시스템
201 제1 전달 유로
202 제2 전달 유로
203 제6 전달 개폐 밸브
204 제7 전달 개폐 밸브
205 제8 전달 개폐 밸브
206 전달 온도 감지 유닛
207 제거 유닛
300 제어 장치
310 작동 유닛
320 통신 유닛
330 출력 유닛
340 전력 공급 유닛
350 제어 유닛
351 개폐 제어 유닛
352 압축 제어 유닛
360 저장 유닛

Claims (15)

1. 압축 섹션에 연결된 순환 유로를 흐르는 냉매를 제어하고, 상기 압축 섹션에 의해 압축된 냉매를 순환시켜 상기 냉매와 냉각 대상 사이에서 열을 교환하는 냉매 제어 시스템이고, 상기 냉매 제어 시스템은,
   상기 냉매를 저장하는 저장 섹션;
   상기 순환 유로를 구성하는 유출구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유출구 측에 위치하는 제1 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 냉매를 상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 유입시키는 제1 배관;
   상기 순환 유로를 구성하는 유입구 측 배관에 연결되고 상기 압축 섹션의 유입구 측에 위치하는 제2 배관으로서, 상기 저장 섹션의 냉매를 상기 제2 배관을 통해 상기 유입구 측 배관으로 유입시키는 제2 배관;
   상기 유입구 측 배관과 연결되는 제3 배관으로서, 상기 유출구 측 배관의 열보다 낮은 상기 제3 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제3 배관;
   상기 제1 배관에 제공되고 상기 유출구 측 배관의 냉매가 상기 저장 섹션으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제1 개폐 밸브;
   상기 제2 배관에 제공되고 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 유입구 측 배관으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제2 개폐 밸브;
   상기 제3 배관에 제공되고 상기 제3 배관의 저장 부분에 대해 상류 부분에 있는 냉매가 상기 제3 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제3 개폐 밸브; 및
   상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 상기 제3 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는 개폐 제어 섹션을 포함하는, 냉매 제어 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 여는, 냉매 제어 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 개폐 제어 섹션은, 적어도 소정의 방법에 의해 획득된 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 높거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브를 닫고, 적어도 상기 압축 섹션의 작동 압력값이 임계값보다 낮거나 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브를 여는, 냉매 제어 시스템.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유출구 측 배관과 연결되는 제4 배관으로서, 상기 제3 배관의 열보다 높은 상기 제4 배관의 열이 상기 저장 섹션의 냉매로 전달될 수 있도록 형성되는 제4 배관; 및
   상기 제4 배관에 제공되고 상기 제4 배관의 저장 부분에 대해 상류 부분에 있는 냉매가 상기 제4 배관의 저장 섹션 측 부분으로 유입되거나 유입되지 않도록 전환하는 제4 개폐 밸브를 더 포함하고,
   상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도를 기초로 상기 제1 개폐 밸브, 상기 제2 개폐 밸브, 상기 제3 개폐 밸브, 및 상기 제4 개폐 밸브의 개폐 제어를 수행하는, 냉매 제어 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 개폐 제어 섹션은, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 높은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 열고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 닫고, 상기 냉각 대상의 설정 온도가 상기 냉매 임계 온도보다 낮은 경우에 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제3 개폐 밸브를 닫고 상기 제2 개폐 밸브와 상기 제4 개폐 밸브를 여는, 냉매 제어 시스템.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 배관과 상기 제2 배관 각각의 부분이 다른 부분보다 높게 위치하도록 상기 제1 배관과 상기 제2 배관을 형성함으로써, 상기 저장 섹션의 냉매가 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관을 통해 상기 유출구 측 배관 또는 상기 유입구 측 배관으로 역류하는 것을 방지할 수 있는, 냉매 제어 시스템.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 배관을 통해 상기 저장 섹션으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 방지 섹션을 더 포함하는, 냉매 제어 시스템.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 저장 섹션의 냉매의 온도를 조절하는 온도 조절 섹션을 더 포함하는, 냉매 제어 시스템.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉매는 이산화탄소인, 냉매 제어 시스템.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 대상은, 반도체 제조 시스템을 냉각시키기 위한 냉매인, 냉매 제어 시스템.
    
11. 냉매를 사용하여 냉각 대상을 냉각하기 위한 냉각 시스템으로서,
    상기 냉매를 압축하는 압축 섹션;
    상기 압축 섹션에 연결되고 상기 냉각 대상 측에 위치하는 냉각 대상 측 배관을 포함하며, 상기 압축 섹션에 의해 압축된 냉매와 상기 냉각 대상 사이의 열 교환을 위해 상기 냉매를 순환시키는 순환 유로;
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 냉매 제어 시스템; 및
    상기 냉각 대상 측 배관에 제공되고 상기 냉각 대상 측 배관의 냉매와 상기 냉각 대상 사이에서 열을 교환하는 열 교환 섹션을 포함하는, 냉각 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 열 교환 섹션은, 상기 냉각 대상을 냉각할 수 있는 제1 열 교환 섹션과 상기 제1 열 교환 섹션에 의해 냉각된 냉각 대상을 가열할 수 있는 제2 열 교환 섹션을 포함하고,
    상기 냉각 대상 측 배관은, 상기 제1 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 제2 열 교환 섹션의 측면에 위치한 제2 냉각 대상 측 배관을 포함하고,
    상기 냉각 시스템은,
    상기 유출구 측 배관의 온도 또는 상기 유입구 측 배관의 온도를 감지하는 감지 섹션;
    상기 제1 냉각 대상 측 배관과 상기 유입구 측 배관에서 상기 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 연결되는 제5 배관; 및
    상기 제5 배관에 제공되고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 상기 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제5 개폐 밸브를 더 포함하고,
    상기 개폐 제어 섹션은 상기 감지 섹션의 감지 결과에 기초하여 상기 제5 개폐 밸브의 개방도(opening degree) 제어를 수행하는, 냉각 시스템.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분에 제공되고, 상기 제1 열 교환 섹션으로 유입되는 상기 제1 냉각 대상 측 배관의 냉매량을 조절할 수 있는 제6 개폐 밸브; 및
    상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분에 제공되고, 상기 제2 열 교환 섹션에 의해 열을 교환하고 상기 유입구 측 배관으로 유입되는 냉매량을 조절할 수 있는 제7 개폐 밸브를 더 포함하되,
    상기 개폐 제어 섹션은, 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여, 상기 제6 개폐 밸브와 상기 제7 개폐 밸브의 개방도 제어를 수행하는, 냉각 시스템.
    
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 감지 섹션의 감지 결과 및 소정의 방법에 의해 획득된 상기 냉각 대상의 온도에 기초하여, 상기 압축 섹션을 제어하는 압축 제어 섹션을 더 포함하는, 냉각 시스템.
    
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 대상 측 배관의 제1 열 교환 섹션에 대해 상류 부분의 냉매, 및 상기 제2 냉각 대상 측 배관의 제2 열 교환 섹션에 대해 하류 부분의 냉매 사이의 열을 교환하는 냉매 열 교환 섹션을 더 포함하는, 냉각 시스템.

Images