KR20230119986A - Chiller apparatus using peak cut technology - Google Patents

Chiller apparatus using peak cut technology Download PDF

Info

Publication number
KR20230119986A
KR20230119986A KR1020220016417A KR20220016417A KR20230119986A KR 20230119986 A KR20230119986 A KR 20230119986A KR 1020220016417 A KR1020220016417 A KR 1020220016417A KR 20220016417 A KR20220016417 A KR 20220016417A KR 20230119986 A KR20230119986 A KR 20230119986A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
buffer tube
brine
temperature
outlet
inlet
Prior art date
Application number
KR1020220016417A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102652924B1 (en
Inventor
남정욱
서석원
김현중
반윤식
김학구
김종화
양희준
Original Assignee
유니셈(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유니셈(주) filed Critical 유니셈(주)
Priority to KR1020220016417A priority Critical patent/KR102652924B1/en
Publication of KR20230119986A publication Critical patent/KR20230119986A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102652924B1 publication Critical patent/KR102652924B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/02—Refrigerators including a heater

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

피크 부하를 빠르게 흡수 및 저장하여 온도 헌팅을 감소시킬 수 있는 칠러장치가 개시된다. 상기 칠러장치는 메인 설비로부터의 회수라인에서 증발기 전단에 설치되는 피크 컷 모듈(pick cut module)을 구비하고, 피크 컷 모듈은 회수라인을 흐르는 고온 브라인에 의한 순간적인 피크 부하를 흡수하고 저장한다.A chiller device capable of rapidly absorbing and storing a peak load to reduce temperature hunting is disclosed. The chiller device includes a pick cut module installed in front of the evaporator in the recovery line from the main facility, and the pick cut module absorbs and stores an instantaneous peak load caused by a high-temperature brine flowing through the recovery line.

Description

피크 컷 모듈을 적용한 칠러장치{Chiller apparatus using peak cut technology}Chiller apparatus using peak cut module {Chiller apparatus using peak cut technology}

본 발명은 칠러장치에 관한 것으로, 특히 피크 부하를 피크 컷 모듈(Peak Cut Module)에서 흡수 및 저장하여 온도 헌팅을 감소시킬 수 있는 기술에 관련한다.The present invention relates to a chiller device, and more particularly, to a technology capable of reducing temperature hunting by absorbing and storing a peak load in a peak cut module.

반도체를 제조하는 과정에서 반도체 공정용 설비는 항상 그 챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시켜야 하며, 이러한 온도 유지의 역할을 하는 장비가 반도체 공정용 칠러이다.In the process of manufacturing semiconductors, equipment for semiconductor processing must always maintain a constant temperature inside the chamber, and equipment that plays a role in maintaining this temperature is a chiller for semiconductor processing.

이러한 기능을 수행하는 칠러의 냉동사이클은, 잘 알려진 것처럼, 냉매 경로와 브라인 경로가 일부분에서 중첩되어 열교환이 이루어진다.As is well known, in the refrigeration cycle of a chiller that performs this function, a refrigerant path and a brine path overlap in part to perform heat exchange.

도 1은 종래 칠러의 냉동사이클을 간단하게 보여준다.1 simply shows a refrigeration cycle of a conventional chiller.

냉매 경로(10)에는 압축기(100), 응축기(110), 전자식 팽창밸브(120), 및 증발기(열교환기)(130)가 순차로 설치되어 폐회로를 이루고, 브라인 경로(20)에는 증발기(130) 후단에 브라인 탱크(140) 및 브라인 펌프(160)가 순차로 설치되어 반도체 공정설비를 포함하는 메인 설비(200)와 연결된다.A compressor 100, a condenser 110, an electronic expansion valve 120, and an evaporator (heat exchanger) 130 are sequentially installed in the refrigerant path 10 to form a closed circuit, and the evaporator 130 in the brine path 20 ) The brine tank 140 and the brine pump 160 are sequentially installed at the rear end and connected to the main equipment 200 including semiconductor processing equipment.

냉매 경로(10)를 순환하는 냉매와 브라인 경로(20)를 순환하는 브라인은 증발기(130) 내에서 열 교환을 수행한다.The refrigerant circulating through the refrigerant path 10 and the brine circulating through the brine path 20 perform heat exchange in the evaporator 130 .

잘 알려진 것처럼, 브라인(brine)은 낮은 동결점을 가진 용액 또는 액체로, 보통 CaCl2와 NaCl의 수용액이 사용된다.As is well known, brine is a solution or liquid with a low freezing point, usually an aqueous solution of CaCl 2 and NaCl.

그런데 메인 설비(200)로부터 순간적으로 높은 피크 부하를 받을 때 온도 헌팅(Hunting)이 크게 발생한다. However, when a high peak load is momentarily received from the main equipment 200, temperature hunting occurs greatly.

이를 칠러의 냉동 능력으로만 온도를 유지하려다 보니 온도 안정화까지 많은 시간이 소요되고, 과도한 팽창밸브의 개방으로 액백(Liquid Back) 현상이 발생하여 냉매가 100%로 증발되지 않고 약간의 액이 남아 압축기로 들어감으로써 압축기의 내구성을 떨어뜨린다.As the temperature is maintained only by the chiller's refrigerating capacity, it takes a long time to stabilize the temperature, and a liquid back phenomenon occurs due to excessive opening of the expansion valve, so the refrigerant does not evaporate to 100% and some liquid remains in the compressor By entering into the compressor, the durability of the compressor is reduced.

따라서, 본 발명의 목적은 메인 설비로 가는 공급 온도 헌팅을 감소시켜 온도를 빠르게 안정화할 수 있는 칠러장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a chiller device capable of quickly stabilizing the temperature by reducing supply temperature hunting to the main equipment.

본 발명의 다른 목적은 적은 양의 냉매로 칠러 운용이 가능하여 친환경적이고, 피크 부하로 인한 칠러 냉동 능력에 부담을 완화시켜 압축기의 전력소비량을 줄일 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 칠러장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a chiller device that is eco-friendly because the chiller can be operated with a small amount of refrigerant and can save energy by reducing the power consumption of the compressor by relieving the burden on the chiller refrigeration capacity due to peak load. will be.

본 발명의 또 다른 목적은 높은 부하로 인해 과도하게 팽창 밸브가 열려 발생할 수 있는 액백 현상을 줄일 수 있는 칠러장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a chiller device capable of reducing a liquid back phenomenon that may occur due to excessive opening of an expansion valve due to a high load.

상기의 목적은, 냉매가 순환하는 냉매 경로를 구비하고, 메인 설비를 냉각하고 증발기에서 상기 냉매와 열교환하는 브라인이 순환하는 브라인 경로를 구비한 칠러장치로서, 상기 칠러장치는 상기 메인 설비로부터의 회수라인에서 상기 증발기 전단에 설치되는 피크 컷 모듈(pick cut module)을 구비하고, 상기 피크 컷 모듈은 상기 회수라인을 흐르는 고온 브라인에 의한 순간적인 피크 부하를 흡수하고 저장하는 것을 특징으로 하는 칠러장치에 의해 달성된다.The above object is a chiller device having a refrigerant path in which the refrigerant circulates and a brine path in which a brine that cools the main facility and exchanges heat with the refrigerant in the evaporator circulates, the chiller device being recovered from the main facility. A chiller device characterized in that the line has a pick cut module installed in front of the evaporator, and the pick cut module absorbs and stores an instantaneous peak load caused by a high-temperature brine flowing through the recovery line. is achieved by

바람직하게, 상기 피크 컷 모듈은, 상기 회수라인에 각각 연결되는 인렛과 아웃렛을 구비하는 버퍼 튜브; 상기 버퍼 튜브의 아웃렛과 상기 회수라인에 연결되는 3방 밸브; 상기 버퍼 튜브의 아웃렛에 설치되는 온도센서; 및 상기 온도센서의 후단과 상기 3방 밸브의 후단을 연결하는 상시 순환 분기관으로 구성된다.Preferably, the peak cut module includes a buffer tube having an inlet and an outlet respectively connected to the recovery line; a three-way valve connected to the outlet of the buffer tube and the return line; a temperature sensor installed at the outlet of the buffer tube; and a constant circulation branch pipe connecting the rear end of the temperature sensor and the rear end of the 3-way valve.

바람직하게, 상기 3방 밸브의 하나의 입력은 상기 회수라인에 연결되고 다른 하나의 입력은 상기 버퍼 튜브의 아웃렛에 연결되며, 출력은 상기 증발기에 연결된다.Preferably, one input of the three-way valve is connected to the return line, another input is connected to the outlet of the buffer tube, and an output is connected to the evaporator.

바람직하게, 상기 버퍼 튜브의 인렛 전단에서 고온 브라인의 유입이 감지되면 상기 3방 밸브의 하나의 입력을 차단하고, 상기 버퍼 튜브의 인렛 전단에서 저온 브라인의 유입이 감지되면서 상기 버퍼 튜브의 아웃렛에서 고온 브라인이 감지되면 상기 3방 밸브의 하나의 입력을 개방하고 다른 하나의 입력을 차단한다.Preferably, when the inflow of the high-temperature brine is detected at the front end of the inlet of the buffer tube, one input of the three-way valve is blocked, and the inflow of the low-temperature brine is detected at the front end of the inlet of the buffer tube, while the high-temperature brine is detected at the outlet of the buffer tube. When a brine is detected, one input of the 3-way valve is opened and the other input is blocked.

바람직하게, 상기 상시 순환 분기관의 직경은 상기 회수라인의 배관 직경보다 작을 수 있다.Preferably, the diameter of the regular circulation branch pipe may be smaller than the pipe diameter of the return line.

바람직하게, 상기 버퍼 튜브는 상기 인렛과 상기 아웃렛 사이에서 밀도가 높게 배관을 길게 연장하여 구성될 수 있다.Preferably, the buffer tube may be configured by extending a pipe with high density between the inlet and the outlet.

본 발명에 의하면, 피크 부하를 피크 컷 모듈에서 흡수 및 저장하여 메인 설비로 가는 공급 온도 헌팅을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the supply temperature hunting to the main equipment by absorbing and storing the peak load in the peak cut module.

또한, 피크 컷 모듈로 인해 더 적은 양의 냉매로도 칠러 운용이 가능하여 친환경적이다.In addition, it is eco-friendly as the chiller can be operated with a smaller amount of refrigerant due to the peak cut module.

또한, 온도 헌팅이 감소되면서 온도를 보다 빠르게 안정화시킬 수 있다.In addition, the temperature can be stabilized more quickly while the temperature hunting is reduced.

또한, 피크 부하로 인한 칠러 냉동 능력에 부담을 완화시켜 압축기의 전력소비량을 줄일 수 있어 에너지를 절감할 수 있다.In addition, it is possible to reduce the power consumption of the compressor by alleviating the burden on the chiller's refrigeration capacity due to the peak load, thereby saving energy.

또한, 높은 부하로 인해 과도하게 팽창 밸브가 열려 발생할 수 있는 액백 현상을 줄일 수 있다.In addition, a liquid back phenomenon that may occur due to excessive opening of the expansion valve due to a high load can be reduced.

도 1은 종래 칠러의 냉동사이클을 간단하게 보여준다.
도 2는 본 발명에 적용되는 냉동사이클을 보여준다.
도 3(a) 내지 3(d)은 본 발명의 피크 컷 모듈의 동작을 보여준다.1 simply shows a refrigeration cycle of a conventional chiller.
Figure 2 shows a refrigeration cycle applied to the present invention.
3(a) to 3(d) show the operation of the peak cut module of the present invention.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in the present invention should be interpreted in terms commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless specifically defined otherwise in the present invention, and are excessively inclusive. It should not be interpreted in a positive sense or in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used in the present invention are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the present invention, they should be replaced with technical terms that those skilled in the art can correctly understand. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted as defined in advance or according to context, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 적용되는 냉동사이클을 보여준다.Figure 2 shows a refrigeration cycle applied to the present invention.

도 1과 같이, 냉매 경로에 압축기(100), 응축기(110), 전자식 팽창밸브(120), 및 증발기(열교환기)(130)가 순차로 설치되어 폐회로를 이루는 것은 동일하다.1, the compressor 100, the condenser 110, the electronic expansion valve 120, and the evaporator (heat exchanger) 130 are sequentially installed in the refrigerant path to form a closed circuit.

본 발명의 브라인 경로(20)에 메인 설비(200)의 아웃렛에서 증발기(130) 전단의 회수라인(192)에 피크 컷 모듈(180)이 설치되고, 증발기(130) 후단의 공급라인(191)에 브라인 탱크(140) 및 브라인 펌프(160)가 순차로 설치된다.The peak cut module 180 is installed in the recovery line 192 in front of the evaporator 130 at the outlet of the main facility 200 in the brine path 20 of the present invention, and the supply line 191 at the rear of the evaporator 130 The brine tank 140 and the brine pump 160 are installed in sequence.

여기서, 브라인 탱크(140)는 브라인을 가열하기 위한 브라인 히터(150)를 구비한다.Here, the brine tank 140 includes a brine heater 150 for heating the brine.

또한, 메인 설비(200)에 인접하여 공급라인(191)과 회수라인(192)에는 각각 온도센서(191, 192)가 설치되어 공급온도와 회수온도를 측정하여 제어부(미도시)에 전달한다.In addition, temperature sensors 191 and 192 are installed in the supply line 191 and the return line 192 adjacent to the main facility 200, respectively, to measure the supply temperature and the return temperature and transmit them to the control unit (not shown).

상기한 것처럼, 피크 컷 모듈(180)은 회수라인(192)에서 메인 설비(200)의 아웃렛과 증발기(130) 전단 사이에 설치된다.As described above, the peak cut module 180 is installed between the outlet of the main equipment 200 and the front end of the evaporator 130 in the return line 192.

피크 컷 모듈(180)은 인렛이 회수라인(192)에 연결되는 버퍼 튜브(184), 버퍼 튜브(184)의 아웃렛과 회수라인(192)에 연결되는 3방 밸브(182), 버퍼 튜브(184)의 아웃렛에 설치되는 온도센서(185), 및 온도센서(185)의 후단과 3방 밸브(182)의 후단을 연결하는 상시 순환 분기관(186)으로 구성된다.The peak cut module 180 includes a buffer tube 184 having an inlet connected to the return line 192, a three-way valve 182 connected to the outlet of the buffer tube 184 and the return line 192, and a buffer tube 184 ) It consists of a temperature sensor 185 installed at the outlet, and a constant circulation branch pipe 186 connecting the rear end of the temperature sensor 185 and the rear end of the three-way valve 182.

버퍼 튜브(184)는, 가령 회수라인(192)을 구성하는 배관이 지그재그 형태로 길게 연장되도록 하여 배관 밀도가 높은 구조를 갖는데, 부하가 없을 때 저온 브라인을 채우는 역할을 하고 피크 부하시 고온 브라인이 통과하면서 냉각되도록 하는 역할을 한다. The buffer tube 184, for example, has a structure in which the pipe constituting the recovery line 192 is extended in a zigzag shape to have a high pipe density. It serves to cool as it passes through.

따라서, 버퍼 튜브(184) 내부의 배관에 브라인이 채워지는 것이지만, 이하에서는 편의를 위하여 버퍼 튜브(184)에 브라인이 채워지는 것으로 설명한다.Therefore, although the brine is filled in the pipe inside the buffer tube 184, it will be described below that the brine is filled in the buffer tube 184 for convenience.

이 실시 예에서, 3방 밸브(182)는 2개의 입력과 1개의 출력을 구비하는데, 하나의 입력은 회수라인(192)에 직접 연결되고(회수라인측 입력) 다른 하나의 입력은 버퍼 튜브(184)의 아웃렛에 연결되며(버퍼튜브측 입력), 출력은 증발기(130)에 연결된다.In this embodiment, the three-way valve 182 has two inputs and one output, one input being directly connected to the return line 192 (return line side input) and the other input being the buffer tube ( 184) (input on the buffer tube side), and the output is connected to the evaporator 130.

또한, 상시 순환 분기관(186)은 온도센서(185)의 후단과 3방 밸브(182)의 후단을 연결하는데, 후술하는 것처럼, 고온 브라인이 서서히 증발기(130)로 유입되도록 한다.In addition, the regular circulation branch pipe 186 connects the rear end of the temperature sensor 185 and the rear end of the three-way valve 182, so that the high-temperature brine is gradually introduced into the evaporator 130 as will be described later.

바람직하게, 상시 순환 분기관(186)의 직경은 회수라인(192)과 버퍼 튜브(184)의 인렛과 아웃렛의 직경보다 작은데, 가령 상시 순환 분기관(186)의 직경은 1/4인치이고 회수라인(192)과 버퍼 튜브(184)의 인렛과 아웃렛의 직경은 3/4인치로 1/3 정도로 작을 수 있다.Preferably, the diameter of the normal circulation manifold 186 is smaller than the diameters of the return line 192 and the inlet and outlet of the buffer tube 184, for example, the diameter of the normal circulation manifold 186 is 1/4 inch and the recovery The inlet and outlet diameters of line 192 and buffer tube 184 may be as small as 1/3 to 3/4 inch.

이하, 칠러장치의 피크 컷 모듈의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the peak cut module of the chiller device will be described.

도 3(a) 내지 3(d)은 본 발명의 피크 컷 모듈의 동작을 보여준다.3(a) to 3(d) show the operation of the peak cut module of the present invention.

도 3(a)과 같이, 메인 설비(200)에서 반도체 공정 진행 후 발생하는 피크 부하에 의해 고온 브라인이 회수라인(192)을 통하여 흐른다. As shown in FIG. 3 (a), the high-temperature brine flows through the recovery line 192 due to the peak load generated after the semiconductor process in the main facility 200.

도면에서, 구별의 편의를 위해 고온 브라인은 점선으로 표시하고 저온 브라인은 실선으로 표시하고 있으며, 버퍼 튜브(184)에 채워진 브라인은 고온이면 솔리드 해칭으로 표시하고 저온이면 빗금 해칭으로 표시한다.In the drawing, for convenience of distinction, high-temperature brine is indicated by a dotted line and low-temperature brine is indicated by a solid line, and the brine filled in the buffer tube 184 is indicated by solid hatching if it is hot and hatched by hatching if it is low temperature.

회수라인(192)에 설치된 온도센서(172)가 측정한 회수 브라인의 온도가 공급라인(191)에 설치된 온도센서(171)가 측정한 공급 브라인의 온도보다 높으면, 도 3(b)과 같이, 제어부(도시되지 않음)는 3방 밸브(184)를 제어하여 회수라인측 입력을 차단한다.When the temperature of the recovery brine measured by the temperature sensor 172 installed in the recovery line 192 is higher than the temperature of the supply brine measured by the temperature sensor 171 installed in the supply line 191, as shown in FIG. 3 (b), A controller (not shown) controls the 3-way valve 184 to shut off the return line input.

그 결과, 도 3(b)에 나타낸 것처럼, 버퍼 튜브(184)에 채워진 저온 브라인은 유입되는 고온 브라인에 밀려(도 3(b)에서 버퍼 튜브(184) 내에 화살표로 표시함) 버퍼 튜브(184)의 아웃렛을 통하여 회수라인(192)과 상시 순환 분기관(186)을 통하여 증발기(130)로 보내진다.As a result, as shown in FIG. 3 (b), the low-temperature brine filled in the buffer tube 184 is pushed by the incoming high-temperature brine (indicated by an arrow in the buffer tube 184 in FIG. 3 (b)). ) and is sent to the evaporator 130 through the recovery line 192 and the regular circulation branch pipe 186 through the outlet of ).

도 3(c)을 보면, 버퍼 튜브(184)는 고온 브라인으로 완전히 채워지고 버퍼 튜브(184)의 아웃렛을 통하여 고온 브라인이 회수라인(192)을 통하여 증발기(130)로 보내지는데, 상기한 것처럼, 직경이 1/3 정도로 작은 상시 순환 분기관(186)을 통하여 잔류한 저온 브라인이 흐르면서 회수라인(192)으로 흐르는 고온 브라인과 혼합된다.Referring to FIG. 3(c), the buffer tube 184 is completely filled with the high-temperature brine, and the high-temperature brine is sent to the evaporator 130 through the outlet of the buffer tube 184 through the recovery line 192, as described above. , The remaining low-temperature brine flows through the regular circulation branch pipe 186 having a small diameter of about 1/3 and is mixed with the high-temperature brine flowing to the recovery line 192.

따라서, 버퍼 튜브(184) 내부에서 고온 브라인에 의한 피크 부하를 흡수 및 저장할 수 있고, 궁극적으로 메인 설비(200)로 가는 공급 온도 헌팅을 감소시킬 수 있다.Therefore, it is possible to absorb and store the peak load due to the high-temperature brine inside the buffer tube 184, and ultimately reduce the supply temperature hunting to the main facility 200.

다시, 도 3(c)을 보면, 일정 시간이 경과한 후 온도센서(172)에서 저온 브라인이 감지되고 온도센서(185)에서 여전히 고온 브라인이 감지되면, 제어부는 3방 밸브(182)를 제어하여 차단되어 있는 회수라인측 입력을 개방하여 연결함과 동시에 버퍼튜브측 입력을 차단한다.Again, referring to FIG. 3(c), when a low-temperature brine is detected by the temperature sensor 172 and a high-temperature brine is still detected by the temperature sensor 185 after a certain period of time has elapsed, the control unit controls the 3-way valve 182. to open and connect the blocked return line input and at the same time block the buffer tube input.

그 결과, 도 3(d)에 나타낸 것처럼, 저온 브라인에 의해 버퍼 튜브(184)에 채워진 고온 브라인이 밀려(도 3(d)에서 버퍼 튜브(184) 내에 화살표로 표시함) 버퍼 튜브(184)의 아웃렛을 통하여 상시 순환 분기관(186)을 통하여 증발기(130)로 보내진다.As a result, as shown in FIG. 3 (d), the high-temperature brine filled in the buffer tube 184 is pushed by the low-temperature brine (indicated by an arrow in the buffer tube 184 in FIG. 3 (d)), the buffer tube 184 It is sent to the evaporator 130 through the regular circulation branch pipe 186 through the outlet of the.

여기서, 상기한 것처럼, 상시 순환 분기관(186)의 직경은 브라인 배관의 직경의 1/3 정도이므로 고온 브라인의 유량이 크게 줄어 증발기(130)로 유입되는 고온 브라인에 의한 순간적 부하를 줄일 수 있다.Here, as described above, since the diameter of the regular circulation branch pipe 186 is about 1/3 of the diameter of the brine pipe, the flow rate of the high-temperature brine is greatly reduced, thereby reducing the instantaneous load caused by the high-temperature brine flowing into the evaporator 130. .

이와 함께, 3방 밸브(182) 후단의 회수라인(192)에서 고온 브라인은 저온 브라인에 의해 냉각되기 때문에 고온 브라인에 의한 순간적 부하를 줄일 수 있다.In addition, since the high-temperature brine is cooled by the low-temperature brine in the recovery line 192 at the rear end of the three-way valve 182, the instantaneous load caused by the high-temperature brine can be reduced.

따라서, 증발기에서의 열교환을 위한 냉매를 양을 줄일 수 있고, 피크 부하로 인한 칠러 냉동 능력에 부담을 완화시켜 압축기의 전력소비량을 줄일 수 있어 에너지를 절감할 수 있다.Therefore, it is possible to reduce the amount of refrigerant for heat exchange in the evaporator, reduce the burden on the chiller's refrigeration capacity due to the peak load, and reduce the power consumption of the compressor, thereby saving energy.

또한, 순간적 부하를 줄여 온도 헌팅이 감소되면서 온도를 보다 빠르게 안정화시킬 수 있고, 순간적인 높은 부하로 인해 과도하게 팽창 밸브가 열려 발생할 수 있는 액백 현상을 줄일 수 있어 압축기의 내구성을 좋게 할 수 있다.In addition, the temperature can be stabilized more quickly while temperature hunting is reduced by reducing the instantaneous load, and the liquid back phenomenon that can occur due to the excessive opening of the expansion valve due to the instantaneous high load can be reduced, thereby improving the durability of the compressor.

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing may be modified and modified by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

130: 증발기
140: 브라인 탱크
160: 브라인 펌프
180: 피크 컷 모듈(pick cut module)
182: 3방 밸브
184: 버퍼 튜브(buffer tube)
185, 171, 172: 온도센서
186: 상시 순환 분기관130: evaporator
140: brine tank
160: brine pump
180: pick cut module
182: three-way valve
184: buffer tube
185, 171, 172: temperature sensor
186: regular circulation branch pipe

Claims (6)

냉매가 순환하는 냉매 경로를 구비하고, 메인 설비를 냉각하고 증발기에서 상기 냉매와 열교환하는 브라인이 순환하는 브라인 경로를 구비한 칠러장치로서,
상기 칠러장치는 상기 메인 설비로부터의 회수라인에서 상기 증발기 전단에 설치되는 피크 컷 모듈(pick cut module)을 구비하고,
상기 피크 컷 모듈은 상기 회수라인을 흐르는 고온 브라인에 의한 순간적인 피크 부하를 흡수하고 저장하는 것을 특징으로 하는 칠러장치.A chiller device having a refrigerant path through which the refrigerant circulates and a brine path through which a brine that cools the main facility and exchanges heat with the refrigerant in an evaporator circulates,
The chiller device includes a pick cut module installed in front of the evaporator in the recovery line from the main facility,
The peak cut module absorbs and stores an instantaneous peak load caused by a high-temperature brine flowing through the return line. 청구항 1에서,
상기 피크 컷 모듈은,
상기 회수라인에 각각 연결되는 인렛과 아웃렛을 구비하는 버퍼 튜브;
상기 버퍼 튜브의 아웃렛과 상기 회수라인에 연결되는 3방 밸브;
상기 버퍼 튜브의 아웃렛에 설치되는 온도센서; 및
상기 온도센서의 후단과 상기 3방 밸브의 후단을 연결하는 상시 순환 분기관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 칠러장치.In claim 1,
The peak cut module,
a buffer tube having an inlet and an outlet respectively connected to the recovery line;
a three-way valve connected to the outlet of the buffer tube and the return line;
a temperature sensor installed at the outlet of the buffer tube; and
The chiller device, characterized in that composed of a constant circulation branch pipe connecting the rear end of the temperature sensor and the rear end of the 3-way valve. 청구항 2에서,
상기 3방 밸브의 하나의 입력은 상기 회수라인에 연결되고 다른 하나의 입력은 상기 버퍼 튜브의 아웃렛에 연결되며, 출력은 상기 증발기에 연결되는 것을 특징으로 하는 칠러장치.In claim 2,
One input of the three-way valve is connected to the return line, the other input is connected to the outlet of the buffer tube, and the output is connected to the evaporator. 청구항 3에서,
상기 버퍼 튜브의 인렛 전단에서 고온 브라인의 유입이 감지되면 상기 3방 밸브의 하나의 입력을 차단하고,
상기 버퍼 튜브의 인렛 전단에서 저온 브라인의 유입이 감지되면서 상기 버퍼 튜브의 아웃렛에서 고온 브라인이 감지되면 상기 3방 밸브의 하나의 입력을 개방하고 다른 하나의 입력을 차단하는 것을 특징으로 하는 칠러장치.In claim 3,
When the inlet of the high-temperature brine is detected at the front end of the inlet of the buffer tube, one input of the three-way valve is blocked,
Chiller device, characterized in that when the inlet of the low-temperature brine is detected at the front end of the inlet of the buffer tube and the high-temperature brine is detected at the outlet of the buffer tube, one input of the three-way valve is opened and the other input is blocked. 청구항 1에서,
상기 상시 순환 분기관의 직경은 상기 회수라인의 배관 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 칠러장치.In claim 1,
The chiller device, characterized in that the diameter of the regular circulation branch pipe is smaller than the pipe diameter of the recovery line. 청구항 1에서,
상기 버퍼 튜브는 상기 인렛과 상기 아웃렛 사이에서 밀도가 높게 배관을 길게 연장하여 구성된 것을 특징으로 하는 칠러장치.
In claim 1,
The chiller device, characterized in that the buffer tube is formed by extending a long pipe with high density between the inlet and the outlet.
KR1020220016417A 2022-02-08 2022-02-08 Chiller apparatus using peak cut technology KR102652924B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220016417A KR102652924B1 (en) 2022-02-08 2022-02-08 Chiller apparatus using peak cut technology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220016417A KR102652924B1 (en) 2022-02-08 2022-02-08 Chiller apparatus using peak cut technology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230119986A true KR20230119986A (en) 2023-08-16
KR102652924B1 KR102652924B1 (en) 2024-04-01

Family

ID=87848275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220016417A KR102652924B1 (en) 2022-02-08 2022-02-08 Chiller apparatus using peak cut technology

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102652924B1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011075181A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Mitsubishi Electric Corp Ice storage type heat source device
JP2013181513A (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Mitsubishi Electric Corp Compressor and refrigerating cycle device
KR101354474B1 (en) * 2013-11-25 2014-01-27 일신네오(주) Chiller apparatus for working process equipment
KR20150000214U (en) * 2014-11-18 2015-01-15 주식회사 에프에스티 Chiller for semiconductor process
JP2017067422A (en) * 2015-10-02 2017-04-06 伸和コントロールズ株式会社 Brine supply device
KR101896382B1 (en) * 2018-04-04 2018-09-07 주식회사 신진에너텍 Energy saving refrigeration and defrosting system through 3 stage condensation heat exchange
KR20210090355A (en) * 2020-01-10 2021-07-20 유니셈(주) Extremely low temperature chiller apparatus for semiconductor
KR20210101035A (en) * 2020-02-07 2021-08-18 엘지전자 주식회사 Absorbed chiller and control method thereof
KR20220125561A (en) * 2021-03-05 2022-09-14 엘지전자 주식회사 Absorption type cooler

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011075181A (en) * 2009-09-30 2011-04-14 Mitsubishi Electric Corp Ice storage type heat source device
JP2013181513A (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Mitsubishi Electric Corp Compressor and refrigerating cycle device
KR101354474B1 (en) * 2013-11-25 2014-01-27 일신네오(주) Chiller apparatus for working process equipment
KR20150000214U (en) * 2014-11-18 2015-01-15 주식회사 에프에스티 Chiller for semiconductor process
JP2017067422A (en) * 2015-10-02 2017-04-06 伸和コントロールズ株式会社 Brine supply device
KR101896382B1 (en) * 2018-04-04 2018-09-07 주식회사 신진에너텍 Energy saving refrigeration and defrosting system through 3 stage condensation heat exchange
KR20210090355A (en) * 2020-01-10 2021-07-20 유니셈(주) Extremely low temperature chiller apparatus for semiconductor
KR20210101035A (en) * 2020-02-07 2021-08-18 엘지전자 주식회사 Absorbed chiller and control method thereof
KR20220125561A (en) * 2021-03-05 2022-09-14 엘지전자 주식회사 Absorption type cooler

Also Published As

Publication number Publication date
KR102652924B1 (en) 2024-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019091241A1 (en) Cooling circulation system for air conditioning, and air conditioner
CN109373497B (en) Refrigerant quantity adjusting method, device and system of temperature adjusting equipment and air conditioner
KR101109730B1 (en) Chiller apparatus for semiconductor process and Method for controlling temperature in the same
CN105466091A (en) Heat pump type air conditioner refrigerating circulating system with subcooler
CN102759193B (en) Air source heat pump system
KR101196505B1 (en) Heat pump using two stage compressors
CN107270581B (en) Bridge type bidirectional temperature control system
CN105135731A (en) Refrigerating system, refrigerating plant and temperature control method of refrigerating plant
KR20230119986A (en) Chiller apparatus using peak cut technology
CN110553328A (en) Air conditioning system and control method thereof
JP6871015B2 (en) Absorption refrigeration system
JP6814071B2 (en) Absorption chiller system and absorption chiller using waste heat
CN115264946A (en) Control method and device of heat pump water heater and storage medium
CN101706186A (en) Defrosting device of air heat energy heat pump water heater
KR102206209B1 (en) Absorption chiller
KR20090103740A (en) Absorption heat pump
KR102292398B1 (en) A Freezing Machine
CN216852937U (en) Integrated heat exchange system
KR101335278B1 (en) Dual cycle heat pump system
JP2003004330A (en) Exhaust heat recovery air conditioner
KR20140133375A (en) Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air heat source
CN114963525B (en) Heat pump water heater, defrosting method of heat pump water heater and storage medium
CN216384419U (en) Four-pipe air-cooled cold and hot water unit
CN111578547B (en) Control method of double-backheating refrigerating system
JP3081472B2 (en) Control method of absorption refrigerator

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant