KR870000986B1 - 냉각탑의 냉각수온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉각탑의 냉각수온도 조절장치

제1도는 본 발명의 장치에 사용되는 제어논리모듀울과 냉각탑의 구성도.

제2도는 제1도의 제어논리모듀울을 구성하는 습도비논리모듀울과 엔탈피논리모듀울 및 기타의 기능 블록에 대한 구성도.

제3도는 제2도의 습도비논리모듀울을 구성하는 기능블록에 대한 구성도.

제4도는 대기의 온도에 대한 냉각수의 증기압(Ps)과의 관계를 도시한 그래프.

제5도는 제2도의 엔탈피논리모듀울을 구성하는 기능블록에 대한 구성도.

제6도는 대기의 엔탈피에 대한 대기의 습구온도와의 관계를 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 냉각탑 12 : 송풍기

14 : 제어논리모듀울 20 : 습도비논리모듀울

22 : 엔탈피논리모듀울 30, 60 : 기능발생기

32, 34, 38, 50, 52 : 곱셈기능블록 36 : 뺄셈기능블록

40 : 나눗셈기능블록 54, 58, 62, 66 : 덧셈기능블록

64 : 비교기능블록 T : 외기의 온도

RH : 외기의 상대습도 T_ct: 냉각수온도

W : 습도비 Ps , ø, Y, h : 각기능블록에서 발생되는 출력신호.

본 발명은 원자로 등에 사용되는 냉각탑내의 냉각수온도를 조절하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 기능블록(function block)을 가지고 냉각수의 온도가 최적상태로 유지하도록 조절해주기 위한 장치에 관한 것이다.

냉각탑내의 냉각수온도를 조절해 주기 위해 여러가지 방법들이 채용되고 있는바, 그중 한가지 방법으로서 애널로그장비를 사용하여 냉각수온도를 조절하는 방법이 있지만, 이는 냉각수의 온도가 실질적으로 일정하게 유지되어지지 못하기 때문에 냉각시스템의 효율을 최적화 시킬 수 없게 된다는 문제가 있었다.

한편 다른 방법으로서 외부 기상조건이 변화하게 되면 그에 맞춰 냉각수온도의 설정점을 가변시켜주는 방법을 들 수 있으나, 이러한 방법은 냉각수의 설정온도를 측정계산에서 냉각탑내에 있는 송풍기의 회전속도를 가변시켜주기 위한 콤퓨터가 필요하게 된다는 문제가 있고, 또 다른 방법으로서 들수 있는 냉각온도를 가변시켜주므로서 냉각시스템전체를 최적화시켜주도록 된 방법이 있는 바, 또한 콤퓨터를 이용하여야 하기 때문에 콤퓨터하드웨어 및 그에 필요한 소프트웨어 등을 구입하여야 하고 이를 관리하는 데에도 많은 비용이 요구됨은 물론 그들을 가동하기 위한 숙련된 기술자가 필요하게 된다는 문제가 있다.

따라서 이상과 같은 문제들 때문에 콤퓨터라던가 애날로그 장비같은 것을 쓰지 않고서도 냉각탑내에 있는 냉각수 온도를 최적온도로 유지시켜줄 수 있는 시스템의 개발이 필연적으로 요청되게 되는 것이다.

이에 본 발명은 콤퓨터를 사용하여 계산하여야지만 냉각수온도를 조절하는데 이용할 수 있었던 특징적인 계산요소들을 콤퓨터를 사용하지 않고서도 발생시켜 주기 위하여, 그 계산요소들에 대한 고정적 기능관계인 예컨대 일정한 함수 관계를 갖는 기능불록(함수블록)올 사용하여 종래의 기술과 관련된 제반문제점들을 해결하기 위해 발생한 것으로서, 외기(外氣)온도와 상대습도를 측정하여 이들을 상기 기능블록을 가지고 처리하여 외기의 습구온도를 결정한 다음, 이렇게 결정된 습구온도를 적의 조정하여 냉각탑의 냉각수온도와 비교하기 위한 기초자료로 해서 냉각탑의 냉각수온도가 지나치게 높다거나 낮을 경우 냉각탑 내에 있는 송풍기의 회전속도를 증감시켜 전체시스템을 최적의 상태로 작동되도록 하는 냉각탑의 냉각수온도조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한바의 목적을 달성하기 위한 본원발명은 냉각탑주위에 있는 공기의 물리적특성중 1개 이상의 특성을 측정하는 측정기구와, 상기 측정기구에 의해 측정된 물리적성질의 측정치로부터 냉각탑주위에 있는 공기의 습구온도를 결정하는 습구온도 결정기구, 냉각탑내에 있는 냉각수의 온도를 상기 비교기구에 의해 비교하기전에 습구온도를 조절하도록 하는 조절기구, 미리 설정하여 두는 기준온도를 설정하기 위한 기준온도설정기구 및 상기 습구온도를 해당기준온도와 비교하여 이중에서의 큰값과 냉각탑내의 냉각수온도와를 비교하여서 그 차이에 대한 출력신호를 발생하는 비교기구를 구비하여 상기 출력신호가 냉각탑내에 있는 냉각수의 온도를 제어하는데 사용하도록 되어 있는 것이다.

이하 첨부된 예시도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하는 바, 여기서의 실시예는 본 발명의 바람직한 1실시예인 것인지 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제1도는 송풍기(12)와 이 송풍기(12)를 조절하여 전체시스템을 최적화하는데 사용되는 제어논리모듀울(14)을 갖춘 냉각탑(10)의 개략구성도로서, 본 발명장치의 작동원리는 냉각탑의 온도가 외기의 습구온도보다 약 5.6℃이상이 될때마다 송풍기의 회전속도를 증가시켜 냉각탑의 온도를 감소시켜주도록 된 것이다. 따라서 본 발명에 따른 조절장치는 냉각수의 온도를 낮추는데 사용되는 압축기의 동력소모를 줄여줄 수 있게될 뿐만 아니라 냉각수온도가 충분히 낮을 때에는 송풍기에 사용되는 전력을 절감할 수 있게 되는 것이다.

제1도에서와 같이 외기의 온도(T)와 상대습도(RH)의 측정치 및 냉각탑의 냉각수온도(T_ct)는 제어논리모듀울(14)에 대한 입력자료로 이용되게 되고, 상기 제어논리모듀울(14)은 제2도에서와 같이 여러개의 다른 보조기능블록으로 이루어지게 된다. 그리고 여기서 이들 보조기능블록들은 습도비논리 모듀울(20)과 엔탈피논리모듀울(22)로 이루어지면서 외기온도측정장치가 상기 두 논리모듀울(20, 22)에 동시에 입력되어지게 되도록 배열되어져 있는바, 여기서 외기의 상대습도는 습도비논리모듀울(20)로만 입력되게 되어 이 습도비논리모듀울(20)에서 출력되는 습도비(W)의 값이 엔탈피논리모듀울(22)로 입력되도록 되어있다.

제3도는 습도비논리모듀울(20)을 이루는 기능블록을 도시해 놓은 것인데, 이는 외기온도측정치가 기능발생기(30)에 입력되게되면 제4도의 그래프로 나타난 관계를 갖는 출력신호(Ps)가 발생하게 되는데, 이 출력신호(Ps)는 외기의 온도(T)에 대한 냉각수의 증기압을 나타내는 것이다. 또한 외기의 상대습도(RH)는 곱셈기능블록(32)에 입력되어 인자 0.01이 곱해진 다음 ø=0.01RH의 신호로 출력되게 되고, 이 신호ø와 냉각수의 증기압에 따른 상기 출력신호(Ps)가 곱셈기능블록(34)에 입력되어 관계식ø·Ps의 값을 갖는 출력신호가 발생하게 된다. 이러한 출력신호는 뺄셈기능블록(36)에 네가티브로 입력되게 됨과 더불어 이 기능블록(36)에 인자 14.7이 포지티브로 입력되어져 이 뺄셈기능블록(36)으로부터 식 14.7-ø·Ps의 값을 갖는 신호가 발생되게 된다.

한편 상기 곱셈기능블록(38)에도 입력되어 여기서 인자 0.622가 곱해진다음 식 (0.622)·ø·Ps의 값을 갖는 출력신호가 발생하게 되는데, 이 출력신호는 상기 뺄셈기능블록(36)에서 발생하게된 출력신호(14.7-ø·Ps)와 함께 나눗셈기능블록(40)에 입력되어 다음과 같은 방정식에 따른 출력신호로 되게 된다.

여기서 이 출력신호 W는 외기의 습도비, 즉 외기의 건조공기에 대한 습공기의 중량비를 나타내는 것이다.

제5도는 엔탈피논리모듀울(22)을 구성하는 기능블록을 나타내는 것으로서, 여기서는 외기온도의 측정치가 2개의 곱셈기능블록(50, 52)으로 분할입력되어 그중 곱셈기능블록(50)에서는 외기의 온도측정치에 인자 0.24가 곱해져 0.24T의 출력신호가 발생하게 되고, 다른 하나의 곱셈기능블록(52)에서는 외기의 온도측정치에 인자 0.45가 곱해져 0.45T의 출력신호가 발생하게 된다.

그리고 후자인 출력신호(0.45T)는 덧셈기능블록(54)에 입력되어 여기에 다른 하나의 신호로서 입력되는 인자 1061이 합해져서 합한식 1061+0.45T로 된 출력신호가 발생하게 되는바, 이 신호는 다시 제3도의 나눗셈기능블록(40)에서 발생된 출력신호 W와 함께 곱셈기능블록(56)에 입력되어 함수W·(1061+0.45T)의 출력신호가 발생하게 되며, 이출력신호는 다시 곱셈기능블록(50)에서 발생된 출력신호인 0.24T와 함께 덧셈기능블록(58)에 입력되어져서 다음 방정식의 출력신호 h가 발생하게 된다.

h=0.24T+Y·(1061+0.45T)

이 출력신호(h)는 건조공기에 대한 습기의 엔탈피를 나타내는 것으로서, 이는 함수발생기(60)에 입력되어 제6도의 관계그래프에 따른 출력신호(T_wb)를 발생시키게 되는데, 이 출력신호(T_wb)가 외기의 습구온도를 나타내게 되는 것이다.

이어 제2도에서의 습구온도를 나타내는 신호(T_wb)가 덧셈 기능블록(62)에 입력되면서 이 덧셈기능블록(62)에 대한 다른 한가지 인자로서 A

5.6℃가 입력되어져 가장 적절한 설정온도를 나타내는 출력신호인 습구의 온도보다 약 5.6℃정도 더 높은 출력신호가 발생하게 된다. 이어 이 출력신호는 별도의 기준온도신호(T_ref)와 함께 비교 기능블록(64)에 입력되어져서 그 기준온도신호(T_ref)와 비교되게 되는데, 여기서 만약 기준온도가 덧셈기능블록(62)에 의해 결정되는 최적설정온도보다 높게되면 기준온도신호(T_ref)가 그냥 비교기능블록(64)을 통과하여 비교기능블록(64)의 출력신호로 나타나게 되지만, 그렇지 않은 경우에는 상기 덧셈기능블록(62)에 의해 결정된 최적설정점이 비교기능블록(64)의 출력신호로 나타나게 된다.

그리고 상기 비교기능블록(64)의 출력신호는 포지티브로 입력되는 냉각탑의 냉각수온도(T_ct)에 대한 측정치와 함께 네가티브 신호로 덧셈기능블록(66)에 입력된 다음 여기서 가산된출력신호가 기능발생기(68)에 입력되어 송풍기(12)의 회전속도를 조절해주는 신호로 작용하게 되는 출력신호를 발생시켜주게 된다.

이러한 냉각수온도 조절방법은, 만약 냉각탑의 냉각수온도가 외기의 습구온도보다 약 5.6℃이상 높은 때나 냉각탑의 냉각수온도가 기준온도보다 높을 경우, 비교기능블록(64)에 가해지는 입력신호를 조절해주게되므로서 기능발생기(68)에서 발생되는 출력신호가 송풍기(12)의 회전속도를 증가시켜주게 되고, 만약 냉각수온도가 외기의 습구온도보다 약 5.6℃이상 낮다거나 또는 냉각수의 온도가 기준온도 보다 낮을경우에는, 비교기능블록(64)에 가해지는 입력신호를 조절해주게 되어 기능발생기(68)에 의해 발생되는 출력신호가 송풍기(12)의 회전속도를 감소시켜주게 되므로서, 콤퓨터등을 이용하지 않고서도 냉각탑의 냉각수온도를 항상 최적의 상태로 유지해줄 수가 있게 되는 것이다.

Claims (6)

1. 냉각탑 주위에 있는 공기의 물리적특성중 1개이상의 특성을 측정하는 측정기구와, 상기 측정기구에 의해 측정된 물리적성질의 측정치로부터 냉각탑 주위에 있는 공기의 습구온도를 결정하는 습구온도결정기구, 냉각탑내에 있는 냉각수의 온도를 상기 비교기구에 의해 비교하기전에 습구온도를 조절하도록 하는 조절기구, 미리 설정하여두는 기준온도를 설정하기 위한 기준온도설정기구 및 상기 습구온도를 해당기준온도와 비교하고 이중에서의 큰값과 냉각탑내의 냉각수온도와를 비교하여서 그 차이에 대한 출력신호를 발생하는 비교기구를 구비하여 상기 출력신호가 냉각탑내에 있는 냉각수의 온도를 제어하는데 사용하도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 냉각수 온도조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기의 습구온도 결정기구는 냉각탑주위에 있는 공기의 습도량을 결정하기 위한 습도량결정기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 냉각수 온도조절장치.
3. 제1항에 있어서, 상기의 습구온도결정기구는 냉각탑주위에 있는 공기의 엔탈피를 결정하기 위한 엔탈피결정기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 냉각수 온도조절장치.
4. 제2항에 있어서, 습도량결정기구는 냉각탑주위의 공기에 함유되어 있는 습도량을 나타내는 신호를 발생하고, 이 신호가 상기 냉각탑 주위에 있는 공기의 엔탈피를 결정하는 엔탈피결정기구에 입력되어 사용되는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 냉각수 온도조절장치.
5. 제2항에 있어서, 습도량결정기구는 논리적으로 배열된 1개이상의 기능블록으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각수온도조절장치.
6. 제3항에 있어서, 엔탈피결정기구는 논리적으로 배열된 1개 이상의 기능블록으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각수 온도조절장치.

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