KR20220164223A - A cooling system - Google Patents

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KR20220164223A
KR20220164223A KR1020210072714A KR20210072714A KR20220164223A KR 20220164223 A KR20220164223 A KR 20220164223A KR 1020210072714 A KR1020210072714 A KR 1020210072714A KR 20210072714 A KR20210072714 A KR 20210072714A KR 20220164223 A KR20220164223 A KR 20220164223A
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이피터
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Abstract

A cooling system according to an embodiment comprises: a cooling unit which circulates a refrigerant; a cooling water loop connected to the cooling unit to circulate cooling water and transfer heat from the refrigerant of the cooling unit to the cooling water; a first heat dissipation unit connected to the cooling water loop to lower the temperature of the cooling water of the cooling water loop; and a second heat dissipation unit connected to the cooling water loop to lower the temperature of the cooling water of the cooling water loop. The cooling water of the cooling water loop can selectively i) pass through only the first heat dissipation unit or ii) continuously pass through the first heat dissipation unit and the second heat dissipation unit. The first heat dissipation unit can operate in a free cooling method not including a compressor. The present invention can minimize the use of compressors in the cooling system.

Description

냉각 시스템 {A COOLING SYSTEM}Cooling system {A COOLING SYSTEM}

아래의 실시예들은 냉각 시스템에 관한 것이다.The embodiments below relate to cooling systems.

일반적으로 냉각 시스템은 냉방공간을 일정한 온도와 습도로 유지시키는데 사용되는 설비로써, 온도 및 습도에 민감한 전자장비가 많은 인터넷데이터센터, 그리고 반도체, 제약, 화학 등 온도 및 습도가 제품의 품질에 큰 영향을 미치는 산업현장에서 널리 활용되고 있다.In general, the cooling system is a facility used to maintain the cooling space at a constant temperature and humidity. Temperature and humidity have a great influence on product quality in Internet data centers with many electronic equipment sensitive to temperature and humidity, semiconductors, pharmaceuticals, and chemicals. It is widely used in industrial fields that affect

한편, 상기 인터넷데이터센터의 경우 정보이용기술의 발달로 인해 단위면적 냉방부하가 급속히 증가하고 있으며, 이에 따라 인터넷데이터센터를 일정 온도 및 습도로 유지하기 위하여 보다 많은 에너지의 사용을 필요로 한다.On the other hand, in the case of the Internet data center, the unit area cooling load is rapidly increasing due to the development of information utilization technology, and accordingly, more energy is required to maintain the Internet data center at a constant temperature and humidity.

종래의 냉각 시스템은 실내의 온도 및 습도의 제어가 필요한 곳에 설치되며 냉수와 실내 공기의 열교환을 통해 냉방을 실시하는 부하측기기와, 실외에 설치되며 대기와 냉각수의 열교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 쿨링타워와, 상기 부하측기기에서 사용되어 뜨거워진 냉수를 반환받아 냉각하여 부하측기기로 다시 공급하고 냉수의 냉각에 사용되어 뜨거워진 냉각수를 쿨링타워으로 반환하는 냉동기를 포함하는 것으로 이루어진다.A conventional cooling system is installed in a place where indoor temperature and humidity control is required, and a load-side device that performs cooling through heat exchange between cold water and indoor air, and a cooling tower that is installed outdoors and cools the cooling water through heat exchange between the atmosphere and the cooling water. And, it consists of a chiller that returns the cold water used in the load-side device, cools it, supplies it back to the load-side device, and returns the cooled water that has become hot after being used for cooling the cold water to the cooling tower.

이러한 냉각 시스템은 가장 일반적인 형태의 것으로, 외부 온도에 상관없이 항상 동일한 사이클로 냉방을 실시하게 되므로, 항상 많은 양의 에너지를 소모하게 되는 문제점이 있다. 아울러, 필수적으로 압축기를 사용하기 때문에 에너지 효율이 개선될 수 없는 문제점을 지닌다. This cooling system is the most common type, and since it always performs cooling with the same cycle regardless of the external temperature, there is a problem in that a large amount of energy is always consumed. In addition, since a compressor is essentially used, energy efficiency cannot be improved.

이러한 문제점을 고려하여 외기의 온도가 낮은 경우, 외기를 냉방공간의 냉방에 사용하도록 함으로써 에너지 절약을 실현할 수 있도록 하는 다양한 냉방시스템이 개발되고 있으며, 그 일례가 등록특허공보 제10??1255590호(2013.04.16.공고)에 개시되어 있다.In consideration of these problems, various cooling systems have been developed to realize energy saving by using the outside air for cooling of the cooling space when the temperature of the outside air is low. 2013.04.16. Notice).

상기 선행문헌에 개시된 냉각탑을 구비한 외기냉방시스템은, 외기의 온도가 높은 여름에는 부하측기기에서 사용되는 냉수를 냉동기로 순환시켜 다시 냉각시키는 방식으로 작동되며, 외기의 온도가 상대적으로 낮은 봄/가을/겨울에는 부하측기기에서 사용되는 냉수를 냉각탑으로 순환시켜 냉각시키는 방식으로 작동하도록 구성되어 있다.The outdoor air cooling system having a cooling tower disclosed in the prior art document is operated by circulating the cold water used in the load-side device to the refrigerator in summer when the outdoor air temperature is high and cooling it again, and in spring/fall when the outdoor air temperature is relatively low. / In winter, the chilled water used in the load-side equipment is circulated to the cooling tower and cooled.

이러한 외기냉방시스템은 높은 냉방 능력을 필요치 않은 계절에는 냉수를 냉각탑을 이용하여 냉각하게 되므로, 에너지 절약을 실현할 수 있는 이점이 있다.Such an outside air cooling system has an advantage of realizing energy saving because cold water is cooled by using a cooling tower in a season when a high cooling capacity is not required.

그러나, 외기의 온도는 시간 및 날씨에 따라 큰 폭으로 변화하므로, 특허문헌1의 외기냉방시스템은 냉각탑을 이용하여 냉수를 냉각하는 봄/가울/겨울에는 일정한 냉방능력을 구현하기 어려운 문제점이 있다.However, since the temperature of the outside air changes greatly depending on time and weather, the outdoor air cooling system of Patent Document 1 has a problem in that it is difficult to implement a constant cooling capacity in spring/fall/winter when cold water is cooled using a cooling tower.

일 실시예에 따른 목적은 냉각 시스템 내의 압축기의 사용을 최소화할 수 있는 냉각 시스템을 제공하는 것이다.An object according to one embodiment is to provide a cooling system capable of minimizing the use of a compressor in the cooling system.

일 실시예에 따른 목적은 압축기의 사용을 자제함으로써 에너지 효율을 높일 수 있는 냉각 시스템을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a cooling system capable of increasing energy efficiency by refraining from using a compressor.

일 실시예에 따른 냉각 시스템은, 냉매를 순환시키는 냉각부, 냉각수를 순환시키고 상기 냉각부의 냉매로부터 상기 냉각수로 열을 전이시키기 위해 상기 냉각부와 연결된 냉각수루프, 상기 냉각수루프와 연결되어 상기 냉각수루프의 냉각수의 온도를 낮출 수 있는 제1 방열부 및 상기 냉각수루프와 연결되어 상기 냉각수루프의 냉각수의 온도를 낮출 수 있는 제2 방열부를 포함하고, 상기 냉각수루프의 냉각수는 선택적으로 i) 상기 제1 방열부만을 통과하거나 ii) 상기 제1 방열부 및 상기 제2 방열부를 연속적으로 통과할 수 있으며, 상기 제1 방열부는 압축기를 포함하지 않는 프리 쿨링(free cooling) 방식으로 작동할 수 있다. A cooling system according to an embodiment includes a cooling unit for circulating a refrigerant, a cooling water loop connected to the cooling unit to circulate cooling water and transferring heat from a refrigerant of the cooling unit to the cooling water, and a cooling water loop connected to the cooling water loop. a first heat dissipation part capable of lowering the temperature of the cooling water of the cooling water loop and a second heat dissipating part connected to the cooling water loop and capable of lowering the temperature of the cooling water of the cooling water loop; It may pass only through the heat dissipation unit or ii) continuously pass through the first and second heat dissipation units, and the first heat dissipation unit may operate in a free cooling method not including a compressor.

이 때, 상기 냉각수루프는, 상기 냉각부와 상기 제1 방열부 사이의 경로에 배치되는 제1 밸브, 상기 제1 방열부와 상기 제2 방열부 사이의 경로에 배치되는 제2 밸브 및 상기 제2 방열부와 상기 냉각부 사이의 경로에 배치되는 제3 밸브를 포함할 수 있다. In this case, the cooling water loop includes a first valve disposed in a path between the cooling part and the first heat dissipating part, a second valve disposed in a path between the first heat dissipating part and the second heat dissipating part, and the first heat dissipating part. 2 may include a third valve disposed in a path between the heat dissipation unit and the cooling unit.

상기 냉각 시스템이 제1 작동 상태에 놓인 경우, 상기 제1 밸브는 개방되고, 제2 밸브 및 제3 밸브가 차단되며, 상기 냉각수는 상기 냉각부와 상기 제1 방열부 사이에서만 유동될 수 있다.When the cooling system is placed in the first operating state, the first valve is open, the second valve and the third valve are closed, and the cooling water can only flow between the cooling part and the first radiator.

상기 냉각 시스템이 제2 작동 상태에 놓인 경우, 상기 제1 밸브는 차단되고, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브는 개방되며, 상기 냉각수는 상기 냉각부, 상기 제1 방열부 및 상기 제2 방열부 사이에서 유동될 수 있다. When the cooling system is in the second operating state, the first valve is closed, the second valve and the third valve are open, and the cooling water flows through the cooling portion, the first heat dissipating portion, and the second heat dissipating portion. It can flow between parts.

아울러, 상기 냉각수루프는, 상기 제1 방열부로부터 상기 냉각부 또는 상기 제2 방열부를 향하는 경로 상에 배치되어 상기 냉각수의 온도를 체크하는 제1 센서 및 상기 제1 방열부 또는 상기 제2 방열부로부터 상기 냉각부를 향하는 경로 상에 배치되어 상기 냉각수의 온도를 체크하는 제2 센서를 포함할 수 있다.In addition, the cooling water loop may include a first sensor disposed on a path from the first heat dissipating part toward the cooling part or the second heat dissipating part to check the temperature of the cooling water and the first heat dissipating part or the second heat dissipating part A second sensor may be disposed on a path from the cooling unit toward the cooling unit to check the temperature of the cooling water.

상기 냉각 시스템은, 냉각 시스템을 상기 제1 작동 상태 또는 상기 제2 작동 상태로 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 센서에 의하여 측정된 상기 냉각수의 온도가 기 설정된 값 미만일 경우, 상기 냉각 시스템을 상기 제1 작동 상태로 제어하고, 상기 제1 센서에 의하여 측정된 상기 냉각수의 온도가 상기 기 설정된 값을 이상일 경우, 상기 냉각 시스템을 상기 제2 작동 상태로 제어할 수 있다.The cooling system may further include a control unit controlling the cooling system to be in the first operating state or the second operating state, and the controller may be configured when the temperature of the cooling water measured by the first sensor is less than a preset value. , The cooling system may be controlled in the first operating state, and the cooling system may be controlled in the second operating state when the temperature of the cooling water measured by the first sensor is greater than or equal to the preset value.

뿐만 아니라, 상기 냉각수루프는, 상기 냉각부로부터 상기 제1 방열부를 향해 냉각수를 유동시키는 제1 펌프 및 상기 제2 방열부로부터 상기 냉각부를 향해 냉각수를 유동시키는 제2 펌프를 더 포함할 수 있다.In addition, the cooling water loop may further include a first pump for flowing cooling water from the cooling unit toward the first radiator and a second pump for flowing cooling water from the second radiator toward the cooling unit.

이 때, 상기 제1 방열부는, 상기 냉각부로부터 전달된 고온의 냉각수로부터 열을 냉각시키는 제1 증발기, 상기 제1 증발기로부터 전달되는 냉매를 응축시키는 제1 응축기 및 상기 증발기와 상기 응축기를 연결하는 제1 냉매루프를 포함할 수 있다. At this time, the first heat dissipation unit includes a first evaporator for cooling heat from the high-temperature cooling water transferred from the cooling unit, a first condenser for condensing the refrigerant transferred from the first evaporator, and a connection between the evaporator and the condenser. A first refrigerant loop may be included.

또한, 상기 제2 방열부는, 상기 제1 방열부로부터 전달된 냉각수로부터 열을 냉각시키는 제2 증발기, 상기 제2 증발기로부터 전달되는 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기, 상기 압축기로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 응축시키는 제2 응축기 및 상기 제2 증발기, 압축기 및 제2 응축기를 연결하는 제2 냉매루프를 포함할 수 있다.In addition, the second heat dissipation unit includes a second evaporator for cooling heat from the cooling water transferred from the first heat dissipation unit, a compressor for compressing the refrigerant transferred from the second evaporator to a high temperature and high pressure, and a high temperature and high pressure discharged from the compressor. It may include a second condenser condensing the refrigerant and a second refrigerant loop connecting the second evaporator, the compressor, and the second condenser.

상기 냉각부는, 외측의 물질로부터 열을 냉각시키는 제3 증발기, 상기 제3 증발기로부터 전달되는 냉매를 응축시키는 제3 응축기, 상기 제3 응축기로부터 상기 제3 증발기로 냉매를 유동시키는 냉매펌프 및 상기 제3 증발기, 상기 제3 응축기 및 상기 냉매펌프를 연결하는 제3 냉매루프를 포함하고, 상기 제3 응축기는 상기 냉각수루프와 연결될 수 있다.The cooling unit includes a third evaporator that cools heat from an external material, a third condenser that condenses the refrigerant transferred from the third evaporator, a refrigerant pump that flows the refrigerant from the third condenser to the third evaporator, and the third evaporator. and a third refrigerant loop connecting 3 evaporators, the third condenser, and the refrigerant pump, and the third condenser may be connected to the cooling water loop.

일 실시예에 따른 냉각 시스템은 냉각 시스템 내의 압축기의 사용을 최소화할 수 있다. A refrigeration system according to one embodiment may minimize the use of a compressor within the refrigeration system.

일 실시예에 따른 냉각 시스템은 압축기의 사용을 자제함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.The cooling system according to an embodiment may increase energy efficiency by refraining from using a compressor.

도1은 일 실시예에 따른 냉각 시스템의 개념도를 나타낸다.
도2는 일 실시예에 따른 냉각 시스템의 제1 작동 상태를 나타낸다.
도3은 일 실시예에 따른 냉각 시스템의 제2 작동 상태를 나타낸다.1 shows a conceptual diagram of a cooling system according to an embodiment.
Figure 2 shows a first operating state of the cooling system according to one embodiment.
Figure 3 shows a second operating state of the cooling system according to one embodiment.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.

도1은 일 실시예에 따른 냉각 시스템의 개념도를 나타낸다. 도2는 일 실시예에 따른 냉각 시스템의 제1 작동 상태를 나타내며, 도3은 일 실시예에 따른 냉각 시스템의 제2 작동 상태를 나타낸다.1 shows a conceptual diagram of a cooling system according to an embodiment. Fig. 2 shows a first operating state of the cooling system according to an embodiment, and Fig. 3 shows a second operating state of the cooling system according to an embodiment.

도1을 참조하면, 일 실시예에 따른 냉각 시스템은, 냉매를 순환시키는 냉각부(100), 냉각수를 순환시키고 냉각부의 냉매로부터 냉각수로 열을 전이시키기 위해 냉각부와 연결된 냉각수루프(200), 냉각수루프와 연결되어 냉각수루프의 냉각수의 온도를 낮출 수 있는 제1 방열부(300) 및 냉각수루프와 연결되어 냉각수루프의 냉각수의 온도를 낮출 수 있는 제2 방열부(400)를 포함하고, 냉각수루프의 냉각수는 선택적으로 i) 제1 방열부(300)만을 통과하거나 ii) 제1 방열부(300) 및 제2 방열부(400)를 연속적으로 통과할 수 있다.Referring to FIG. 1, a cooling system according to an embodiment includes a cooling unit 100 for circulating a refrigerant, a cooling water loop 200 connected to the cooling unit to circulate cooling water and transfer heat from the refrigerant of the cooling unit to the cooling water, A first heat dissipation unit 300 connected to the cooling water loop to lower the temperature of the cooling water in the cooling water loop and a second heat dissipation unit 400 connected to the cooling water loop to lower the temperature of the cooling water of the cooling water loop, The cooling water of the loop may selectively i) pass only through the first heat dissipation part 300 or ii) continuously pass through the first heat dissipation part 300 and the second heat dissipation part 400 .

즉, 추후 설명할 밸브의 작동 상태에 따라 냉각수가 순환되는 냉각수루프의 경로가 변경될 수 있으며, 그에 따라, 제1 작동 상태에서는 냉각수루프 내에서 유동하는 냉각수가 냉각부와 제1 방열부만을 통과할 수 있으며, 제2 작동 상태에서는 냉각수루프 내에서 유동하는 냉각수가 냉각부, 제1 방열부 및 제2 방열부를 통과할 수 있다. 이 때, 제1 방열부(300)는 압축기를 포함하지 않는 것을 특징으로 하며, 일 예로서 제1 방열부는 프리 쿨링(free cooling) 방식으로 작동할 수 있다. That is, the path of the cooling water loop through which the cooling water circulates may be changed according to the operating state of the valve, which will be described later, and accordingly, in the first operating state, the cooling water flowing in the cooling water loop passes only the cooling unit and the first radiator. In the second operating state, the cooling water flowing in the cooling water loop may pass through the cooling unit, the first radiator unit, and the second radiator unit. At this time, the first heat dissipation unit 300 is characterized in that it does not include a compressor, and as an example, the first heat dissipation unit may operate in a free cooling method.

이 때, 프리 쿨링 방식은 일부 지리적 영역에서의 자연적인 공기의 온도가 낮음을 활용하여 냉각수를 냉각시킴으로써 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 방식이다. 이 과정에서 자연적으로 발생하는 차가운 외부의 공기가 냉각시키고자 하는 대상의 냉각 과정을 지원하게 됩니다. At this time, the free cooling method is a method that can reduce energy consumption by cooling the cooling water by utilizing the low natural temperature of air in some geographical area. During this process, the naturally occurring cold outside air supports the cooling process of the object to be cooled.

더 차가운 외부 공기를 활용하면 다른 냉각 방법보다 전력을 덜 사용하고 작동에 있어 높은 에너지 소비를 줄일 수 있으며, 필요한 기계식 냉동 부품을 줄일 수 있습니다.Utilization of cooler outside air uses less power than other cooling methods, reduces high energy consumption in operation, and reduces mechanical refrigeration components required.

그에 따라, 프리 쿨링 방식은 일반적으로 외부 공기를 활용하여 열교환 시스템 상에서의 압축기의 작동을 제거할 수 있다. 즉, 제1 방열부(300)는 프리 쿨링 방식으로 작동됨으로써 압축기의 구성을 포함하지 않는다.Accordingly, the free cooling method can generally utilize outside air to eliminate the operation of the compressor on the heat exchange system. That is, the first heat dissipation unit 300 is operated in a free cooling method and does not include a configuration of a compressor.

이 때, 냉각수루프(200)는, 냉각부(100)와 제1 방열부(300) 사이의 경로에 배치되는 제1 밸브(210), 제1 방열부(300)와 제2 방열부(400) 사이의 경로에 배치되는 제2 밸브(220) 및 제2 방열부(400)와 냉각부(100) 사이의 경로에 배치되는 제3 밸브(230)를 포함할 수 있다. 아울러, 제1 밸브(210)는 제2 밸브(220)와 제3 밸브(230) 사이의 경로 상에 배치될 수 있다. At this time, the cooling water loop 200 includes a first valve 210 disposed in a path between the cooling unit 100 and the first heat dissipating unit 300, the first dissipating unit 300 and the second dissipating unit 400. ) may include a second valve 220 disposed in a path between the second heat dissipating unit 400 and a third valve 230 disposed in a path between the cooling unit 100 . In addition, the first valve 210 may be disposed on a path between the second valve 220 and the third valve 230 .

이와 같은 제1 밸브(210), 제2 밸브(220) 및 제3 밸브(230)의 구성을 이용하여 바이패스 경로를 형성할 수 있다. 그에 따라, 제1 밸브만이 개방되고, 제2 밸브 및 제3 밸브가 차단되는 경우, 냉각수루프(200) 내의 냉각수는 냉각부(100)와 제1 방열부(300)만을 경유하면서 유동될 수 있다. 반면, 제1 밸브가 차단되고, 제2 밸브 및 제3 밸브가 개방된 경우, 냉각수루프(200) 내의 냉각수는 냉각부(100), 제1 방열부(300), 제2 방열부(400)를 순차적으로 통과하면서 유동될 수 있다. A bypass path may be formed using the configurations of the first valve 210 , the second valve 220 , and the third valve 230 . Accordingly, when only the first valve is opened and the second valve and the third valve are blocked, the cooling water in the cooling water loop 200 may flow while passing only the cooling unit 100 and the first heat dissipating unit 300. there is. On the other hand, when the first valve is blocked and the second valve and the third valve are open, the cooling water in the cooling water loop 200 flows through the cooling part 100, the first heat dissipating part 300, and the second heat dissipating part 400. It can flow while sequentially passing through.

일 예로서, 냉각 시스템이 제1 작동 상태에 놓인 경우, 제1 밸브는 개방되고, 제2 밸브 및 제3 밸브가 차단되며, 냉각수는 냉각부와 제1 방열부 사이에서만 유동될 수 있다.As an example, when the cooling system is placed in the first operating state, the first valve is open, the second valve and the third valve are closed, and cooling water can only flow between the cooling unit and the first radiator.

반면, 냉각 시스템이 제2 작동 상태에 놓인 경우, 제1 밸브는 차단되고, 제2 밸브 및 제3 밸브는 개방되며, 냉각수는 냉각부, 제1 방열부 및 제2 방열부 사이에서 유동될 수 있다. On the other hand, when the cooling system is in the second operating state, the first valve is closed, the second valve and the third valve are open, and the cooling water can flow between the cooling unit, the first radiator and the second radiator. there is.

아울러, 냉각수루프(200)는, 제1 방열부(300)로부터 냉각부(100) 또는 제2 방열부(400)를 향하는 경로 상에 배치되어 냉각수의 온도를 체크하는 제1 센서(240) 및 제1 방열부(300) 또는 제2 방열부(400)로부터 냉각부(100)를 향하는 경로 상에 배치되어 냉각수의 온도를 체크하는 제2 센서(250)를 포함할 수 있다.In addition, the cooling water loop 200 includes a first sensor 240 disposed on a path from the first heat dissipating part 300 toward the cooling part 100 or the second heat dissipating part 400 to check the temperature of the cooling water, and A second sensor 250 may be disposed on a path from the first heat dissipation unit 300 or the second heat dissipation unit 400 toward the cooling unit 100 to check the temperature of the cooling water.

즉, 제1 센서(240)는 제1 방열부(300)에서 방출되는 냉각수의 온도를 측정하기 위하여 배치되는 구성이며, 제2 센서(250)는 냉각부(100)로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하기 위하여 배치되는 구성이다. That is, the first sensor 240 is arranged to measure the temperature of the cooling water discharged from the first heat dissipating unit 300, and the second sensor 250 measures the temperature of the cooling water flowing into the cooling unit 100. It is a configuration that is arranged to measure.

냉각 시스템은, 냉각 시스템을 제1 작동 상태 또는 제2 작동 상태로 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함하고, 제어부는, 제1 센서에 의하여 측정된 냉각수의 온도가 기 설정된 값 미만일 경우, 냉각 시스템을 제1 작동 상태로 제어하고, 제1 센서에 의하여 측정된 냉각수의 온도가 기 설정된 값을 이상일 경우, 냉각 시스템을 제2 작동 상태로 제어할 수 있다.The cooling system further includes a controller (not shown) that controls the cooling system to a first operating state or a second operating state, and the controller cools the cooling water when the temperature of the cooling water measured by the first sensor is less than a predetermined value. The system may be controlled in the first operating state, and the cooling system may be controlled in the second operating state when the temperature of the cooling water measured by the first sensor is greater than or equal to a preset value.

뿐만 아니라, 냉각수루프(200)는, 냉각부(100)로부터 제1 방열부(300)를 향해 냉각수를 유동시키는 제1 펌프(260) 및 제2 방열부(400)로부터 냉각부(100)를 향해 냉각수를 유동시키는 제2 펌프(270)를 더 포함할 수 있다.In addition, the cooling water loop 200 includes a first pump 260 for flowing cooling water from the cooling unit 100 toward the first heat dissipating unit 300 and the cooling unit 100 from the second heat dissipating unit 400. A second pump 270 may further include a second pump 270 to flow cooling water toward the cooling water.

이와 같은 제1 펌프 및 제2 펌프의 구성은 냉각수루프 내에서 상기 냉각수가 보다 효과적으로 유동되도록 동력을 제공할 수 있다. Such configurations of the first pump and the second pump may provide power so that the cooling water flows more effectively in the cooling water loop.

추가적으로, 제1 방열부(300)는, 냉각부(100)로부터 전달된 고온의 냉각수로부터 열을 냉각시키는 제1 증발기(310), 제1 증발기로부터 전달되는 냉매를 응축시키는 제1 응축기(320) 및 증발기와 응축기를 연결하는 제1 냉매루프(330)를 포함할 수 있다. Additionally, the first heat dissipation unit 300 includes a first evaporator 310 that cools heat from the high-temperature cooling water transferred from the cooling unit 100 and a first condenser 320 that condenses the refrigerant transferred from the first evaporator. and a first refrigerant loop 330 connecting the evaporator and the condenser.

또한, 제2 방열부(400)는, 제1 방열부(300)로부터 전달된 냉각수로부터 열을 냉각시키는 제2 증발기(410), 제2 증발기로부터 전달되는 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기(420), 압축기로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 응축시키는 제2 응축기(430) 및 제2 증발기, 압축기 및 제2 응축기를 연결하는 제2 냉매루프(440)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 제2 방열부(400)는 제2 응축기(430)와 추가적인 냉매루프(예를 들면, 제4 냉매루프)를 통하여 연결되는 제4 응축기(450)를 더 포함할 수 있다. In addition, the second heat dissipation unit 400 includes a second evaporator 410 that cools heat from the cooling water transferred from the first heat dissipation unit 300 and a compressor 420 that compresses the refrigerant transferred from the second evaporator to a high temperature and high pressure. ), a second condenser 430 for condensing the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor, and a second refrigerant loop 440 connecting the second evaporator, the compressor, and the second condenser. Additionally, the second heat dissipation unit 400 may further include a fourth condenser 450 connected to the second condenser 430 through an additional refrigerant loop (eg, a fourth refrigerant loop).

냉각부(100)는, 외측의 물질로부터 열을 냉각시키는 제3 증발기(110), 제3 증발기로부터 전달되는 냉매를 응축시키는 제3 응축기(120), 제3 응축기로부터 제3 증발기로 냉매를 유동시키는 냉매펌프(130) 및 제3 증발기, 제3 응축기 및 냉매펌프를 연결하는 제3 냉매루프(140)를 포함하고, 제3 응축기(120)는 냉각수루프와 연결될 수 있다.The cooling unit 100 includes a third evaporator 110 that cools heat from an external material, a third condenser 120 that condenses the refrigerant transferred from the third evaporator, and a flow of refrigerant from the third condenser to the third evaporator. It includes a refrigerant pump 130 and a third refrigerant loop 140 connecting the third evaporator, the third condenser, and the refrigerant pump, and the third condenser 120 may be connected to the cooling water loop.

이하에서는 상기에서 설명한 구성들을 포함하는 냉각 시스템의 각각의 작동 상태에 따른 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation according to each operating state of the cooling system including the components described above will be described.

도2를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉각 시스템은 제1 작동 상태에 놓여 동작한다. 이 경우, 제1 밸브(210)만이 개방되고, 제2 밸브(220), 제3 밸브(230)는 차단됨으로써 냉각수루프 내의 냉각수는 냉각부(100) 및 제1 방열부(300)만을 통과하고, 제2 방열부(400)는 통과하지 않는다. 그에 따라, 냉각수루프 내에서 유동하는 냉각수는 제1 방열부(300)의 프리 쿨링 방식에 의하여 냉각될 수 있다. 이 때, 앞서 설명한 바와 같이 제1 방열부(300) 내에 압축기를 구동시키지 않고 외부의 차가운 온도 환경만을 이용하여 냉각수를 냉각시킴으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.Referring to Fig. 2, the cooling system according to one embodiment operates in a first operating state. In this case, only the first valve 210 is opened, and the second valve 220 and the third valve 230 are blocked so that the cooling water in the cooling water loop passes only through the cooling unit 100 and the first heat dissipating unit 300 and , the second heat dissipation unit 400 does not pass. Accordingly, the cooling water flowing in the cooling water loop may be cooled by the pre-cooling method of the first heat dissipating unit 300 . At this time, as described above, energy efficiency can be increased by cooling the cooling water using only a cold temperature environment outside without driving the compressor in the first heat dissipating unit 300 .

반면, 외부 환경 조건의 변화에 의하여 외부의 온도가 일정 수준 보다 높을 경우, 제1 방열부에 의한 냉각수루프 내의 냉각수에 대한 냉각이 기 설정된 목표치까지 이루어지지 못할 수 있다. 이는 제1 센서(240)에 의하여 감지되는 냉각수의 온도를 통하여 판단될 수 있다. 이 때, 도3과 같이 제1 밸브(210)는 차단되고, 제2 밸브(220) 및 제3 밸브(230)가 개방됨으로써 냉각수루프 내의 냉각수는 냉각부(100), 제1 방열부(300) 뿐만 아니라 제2 방열부(400)까지 통과하게 된다. 그에 따라, 1차적으로 제1 방열부(300) 상에서 냉각수에 대한 냉각이 이루어지고, 목표치 온도로 냉각되지 못한 상기 냉각수는 제2 방열부를 통과하면서 목표치의 온도로 냉각될 수 있다.On the other hand, when the external temperature is higher than a predetermined level due to a change in external environmental conditions, cooling of the cooling water in the cooling water loop by the first heat dissipating unit may not be achieved to a predetermined target value. This can be determined through the temperature of the cooling water sensed by the first sensor 240 . At this time, as shown in FIG. 3, the first valve 210 is blocked and the second valve 220 and the third valve 230 are opened, so that the cooling water in the cooling water loop flows through the cooling unit 100 and the first heat dissipating unit 300. ) as well as the second heat dissipation unit 400. Accordingly, the cooling water is primarily cooled on the first heat dissipating unit 300 , and the cooling water that is not cooled to the target temperature may be cooled to the target temperature while passing through the second heat dissipating unit 300 .

상기와 같이 외부 환경 조건에 따라 바이패스 유로를 변환시켜 가동함으로써 냉각수를 냉각시킬 수 있는 일 실시예에 따른 냉각 시스템은 냉각 시스템 내의 압축기의 사용을 최소화하여 에너지 효율을 높일 수 있다.As described above, the cooling system according to an embodiment capable of cooling the cooling water by converting and operating the bypass flow path according to external environmental conditions can increase energy efficiency by minimizing the use of a compressor in the cooling system.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims (8)

냉매를 순환시키는 냉각부;
냉각수를 순환시키고, 상기 냉각부의 냉매로부터 상기 냉각수로 열을 전이시키기 위해 상기 냉각부와 연결된 냉각수루프;
상기 냉각수루프와 연결되어 상기 냉각수루프의 냉각수의 온도를 낮출 수 있는 제1 방열부; 및
상기 냉각수루프와 연결되어 상기 냉각수루프의 냉각수의 온도를 낮출 수 있는 제2 방열부;
를 포함하고,
상기 냉각수루프의 냉각수는 선택적으로 i) 상기 제1 방열부만을 통과하거나 ii) 상기 제1 방열부 및 상기 제2 방열부를 연속적으로 통과할 수 있으며,
상기 제1 방열부는 압축기를 포함하지 않는 프리 쿨링(free cooling) 방식으로 작동하는,
냉각 시스템.
A cooling unit that circulates a refrigerant;
a cooling water loop connected to the cooling unit to circulate cooling water and to transfer heat from a refrigerant of the cooling unit to the cooling water;
a first heat dissipation unit connected to the cooling water loop to lower the temperature of the cooling water of the cooling water loop; and
a second heat dissipation unit connected to the cooling water loop to lower the temperature of the cooling water of the cooling water loop;
including,
The cooling water of the cooling water loop may selectively i) pass through only the first heat dissipation part or ii) continuously pass through the first heat dissipation part and the second heat dissipation part;
The first heat dissipation unit operates in a free cooling method that does not include a compressor.
cooling system.
 제1항에 있어서,
상기 냉각수루프는,
상기 냉각부와 상기 제1 방열부 사이의 경로에 배치되는 제1 밸브;
상기 제1 방열부와 상기 제2 방열부 사이의 경로에 배치되는 제2 밸브; 및
상기 제2 방열부와 상기 냉각부 사이의 경로에 배치되는 제3 밸브;
를 포함하고,
상기 냉각 시스템이 제1 작동 상태에 놓인 경우, 상기 제1 밸브는 개방되고, 제2 밸브 및 제3 밸브가 차단되며, 상기 냉각수는 상기 냉각부와 상기 제1 방열부 사이에서만 유동되며,
상기 냉각 시스템이 제2 작동 상태에 놓인 경우, 상기 제1 밸브는 차단되고, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브는 개방되며, 상기 냉각수는 상기 냉각부, 상기 제1 방열부 및 상기 제2 방열부 사이에서 유동되는,
냉각 시스템.
According to claim 1,
The cooling water loop,
a first valve disposed in a path between the cooling unit and the first heat dissipating unit;
a second valve disposed in a path between the first heat dissipation part and the second heat dissipation part; and
a third valve disposed in a path between the second heat dissipating unit and the cooling unit;
including,
When the cooling system is in a first operating state, the first valve is open, the second valve and the third valve are closed, and the cooling water flows only between the cooling part and the first radiator;
When the cooling system is in the second operating state, the first valve is closed, the second valve and the third valve are open, and the cooling water flows through the cooling portion, the first heat dissipating portion, and the second heat dissipating portion. Fluid between parts,
cooling system.
 제2항에 있어서,
상기 냉각수루프는,
상기 제1 방열부로부터 상기 냉각부 또는 상기 제2 방열부를 향하는 경로 상에 배치되어 상기 냉각수의 온도를 체크하는 제1 센서; 및
상기 제1 방열부 또는 상기 제2 방열부로부터 상기 냉각부를 향하는 경로 상에 배치되어 상기 냉각수의 온도를 체크하는 제2 센서;
를 포함하는,
냉각 시스템.
According to claim 2,
The cooling water loop,
a first sensor disposed on a path from the first heat dissipating part toward the cooling part or the second heat dissipating part to check the temperature of the cooling water; and
a second sensor disposed on a path from the first heat dissipation part or the second heat dissipation part toward the cooling part to check the temperature of the cooling water;
including,
cooling system.
 제3항에 있어서,
상기 냉각 시스템을 상기 제1 작동 상태 또는 상기 제2 작동 상태로 제어하는 제어부;
를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 센서에 의하여 측정된 상기 냉각수의 온도가 기 설정된 값 미만일 경우, 상기 냉각 시스템을 상기 제1 작동 상태로 제어하고,
상기 제1 센서에 의하여 측정된 상기 냉각수의 온도가 상기 기 설정된 값을 이상일 경우, 상기 냉각 시스템을 상기 제2 작동 상태로 제어하는,
냉각 시스템.
According to claim 3,
a controller controlling the cooling system to the first operating state or the second operating state;
Including more,
The control unit,
Controlling the cooling system to the first operating state when the temperature of the cooling water measured by the first sensor is less than a predetermined value;
controlling the cooling system to the second operating state when the temperature of the cooling water measured by the first sensor is greater than or equal to the preset value;
cooling system.
 제4항에 있어서,
상기 냉각수루프는,
상기 냉각부로부터 상기 제1 방열부를 향해 냉각수를 유동시키는 제1 펌프; 및
상기 제2 방열부로부터 상기 냉각부를 향해 냉각수를 유동시키는 제2 펌프;
를 더 포함하는,
냉각 시스템.
According to claim 4,
The cooling water loop,
a first pump for flowing cooling water from the cooling unit toward the first heat dissipating unit; and
a second pump for flowing cooling water from the second heat dissipating unit toward the cooling unit;
Including more,
cooling system.
 제5항에 있어서,
상기 제1 방열부는,
상기 냉각부로부터 전달된 고온의 냉각수로부터 열을 냉각시키는 제1 증발기;
상기 제1 증발기로부터 전달되는 냉매를 응축시키는 제1 응축기; 및
상기 증발기와 상기 응축기를 연결하는 제1 냉매루프;
를 포함하는,
냉각 시스템.
According to claim 5,
The first heat dissipation unit,
a first evaporator that cools heat from the high-temperature cooling water transferred from the cooling unit;
a first condenser condensing the refrigerant transferred from the first evaporator; and
a first refrigerant loop connecting the evaporator and the condenser;
including,
cooling system.
 제6항에 있어서,
상기 제2 방열부는,
상기 제1 방열부로부터 전달된 냉각수로부터 열을 냉각시키는 제2 증발기;
상기 제2 증발기로부터 전달되는 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기;
상기 압축기로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 응축시키는 제2 응축기; 및
상기 제2 증발기, 압축기 및 제2 응축기를 연결하는 제2 냉매루프;
를 포함하는,
냉각 시스템.
According to claim 6,
The second heat dissipation unit,
a second evaporator cooling heat from the cooling water transferred from the first heat dissipating unit;
a compressor for compressing the refrigerant delivered from the second evaporator to a high temperature and high pressure;
a second condenser condensing the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor; and
a second refrigerant loop connecting the second evaporator, the compressor, and the second condenser;
including,
cooling system.
 제7항에 있어서,
상기 냉각부는,
외측의 물질로부터 열을 냉각시키는 제3 증발기;
상기 제3 증발기로부터 전달되는 냉매를 응축시키는 제3 응축기;
상기 제3 응축기로부터 상기 제3 증발기로 냉매를 유동시키는 냉매펌프; 및
상기 제3 증발기, 상기 제3 응축기 및 상기 냉매펌프를 연결하는 제3 냉매루프;
를 포함하고,
상기 제3 응축기는 상기 냉각수루프와 연결되는,
냉각 시스템.

According to claim 7,
the cooling unit,
a third evaporator that cools the heat from the outside material;
a third condenser condensing the refrigerant transferred from the third evaporator;
a refrigerant pump for flowing refrigerant from the third condenser to the third evaporator; and
a third refrigerant loop connecting the third evaporator, the third condenser, and the refrigerant pump;
including,
The third condenser is connected to the cooling water loop,
cooling system.
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