WO2021230553A1 - 냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템 - Google Patents

냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2021230553A1
WO2021230553A1 PCT/KR2021/005590 KR2021005590W WO2021230553A1 WO 2021230553 A1 WO2021230553 A1 WO 2021230553A1 KR 2021005590 W KR2021005590 W KR 2021005590W WO 2021230553 A1 WO2021230553 A1 WO 2021230553A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coupling part
coupled
cooling tower
pulley
casing
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/005590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최동규
박완규
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to CN202180034336.8A priority Critical patent/CN115516267A/zh
Priority to EP21803379.3A priority patent/EP4151941A1/en
Priority to US17/924,611 priority patent/US20230184219A1/en
Publication of WO2021230553A1 publication Critical patent/WO2021230553A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F28C1/02—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers with counter-current only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/002—Axial flow fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/051—Axial thrust balancing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/263—Rotors specially for elastic fluids mounting fan or blower rotors on shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/34—Blade mountings
    • F04D29/36—Blade mountings adjustable
    • 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
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • F25B1/053—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of turbine type
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F28C1/003—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers comprising outlet ducts for exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02—Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • F28F25/06—Spray nozzles or spray pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F28F25/10—Component parts of trickle coolers for feeding gas or vapour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/60—Application making use of surplus or waste energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/70—Application in combination with
    • F05D2220/76—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/90—Variable geometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/334—Vibration measurements
    • 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
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/13—Vibrations
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/024—Compressor control by controlling the electric parameters, e.g. current or voltage
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F28C2001/006—Systems comprising cooling towers, e.g. for recooling a cooling medium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a cooling tower and a chiller system including the same.
  • it relates to cooling towers capable of generating energy during non-operational times.
  • a chiller system supplies cold water to a cold water demander, and heat exchange is performed between a refrigerant circulating in a refrigeration system and cold water circulating between a cold water consumer and a refrigeration system to cool the cold water.
  • a chiller system is a large-capacity facility and may be installed in a large-scale building.
  • Patent Document 1 discloses a cooling tower that cools cold water through heat exchange between the refrigerant expanded in the compressor, the condenser, the evaporator, and the cold water in the evaporator 400 .
  • a cooling tower that cools waste heat by using forced ventilation air of a blower fan may include an evaporative cooling tower, an air cooling cooling tower (condenser), and an outdoor unit.
  • the cooling method is divided into air cooling, which performs sensible cooling by forcing air in the atmosphere with a lower temperature than the fluid to be cooled, and evaporative cooling, which is cooled using latent heat of evaporation due to contact between cooling water and air.
  • Cooling towers are widely used because they have a greater cooling effect and are more economical than any other cooling system.
  • Patent Document 0001 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-83923
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a cooling tower that is recycled as a device for generating energy while the cooling tower is not in operation in seasons other than summer.
  • Another object of the present invention is to provide a cooling tower capable of both cooling and generating power in the cooling tower without significantly changing the structure of the existing cooling tower.
  • Another object of the present invention is to provide a cooling tower capable of efficient cooling of cold water and efficient power generation by adjusting the position and angle of a blower fan when cooling and generating power in the cooling tower.
  • the present invention is characterized in that the blowing fan providing the flow force of air to the heat exchanger is located inside the casing when the cooling tower is in operation, and is located outside the casing when the cooling tower is not in operation. .
  • the present invention is characterized in that the blade angle of the blowing fan is different from the inside and outside of the casing.
  • the present invention relates to a casing forming an air supply region and an exhaust region and a heat exchange region, communicating with the air supply region, an air supply port formed in the casing, and communicating with the exhaust region, an exhaust port formed in the casing, the heat exchange region and a blower generating unit that provides a flow force to the heat exchanger and the air supply region and the exhaust region and generates power by an external force
  • the blowing power unit includes a blowing fan and a first coupling part to which the blowing fan is coupled
  • the first coupling part may be located inside the casing, and the second coupling part may be located outside the casing.
  • the second coupling part may be positioned higher than the first coupling part.
  • the rotation shaft may be disposed parallel to the vertical direction.
  • a portion of the rotation shaft may be located inside the casing, and another portion of the rotation shaft may be located outside the casing.
  • the first coupling part and the second coupling part may include a coupling groove to which the blowing fan is coupled.
  • the first coupling part and the second coupling part may include a coupling groove to which a fan coupling member passing through the blowing fan is coupled.
  • the generator motor may be shaft-coupled to the rotation shaft.
  • the present invention is coupled to a first pulley shaft-coupled to the generator motor, a second pulley shaft-coupled to the rotation shaft, and the first pulley and the second pulley to provide a rotational force between the first pulley and the second pulley It may further include a belt for transmitting the.
  • the height of the first pulley and the second pulley may be higher than that of the first coupling part and the second coupling part.
  • the height of the first pulley and the second pulley may be higher than the first coupling part and lower than the second coupling part.
  • the first coupling portion may be located inside the casing, and the first pulley, the second pulley, and the second coupling portion may be located outside the casing.
  • the blower fan may be coupled to the first coupling part when heat exchange is required in the heat exchanger, and coupled to the second coupling part when heat exchange is not required in the heat exchanger.
  • the blower fan is selectively coupled to the first coupling part or the second coupling part of the rotation shaft, and connected to a hub having a plurality of pin coupling parts, a plurality of blades generating a flow force, and one end of each blade and a fastening pin coupled to the pin coupling part.
  • the fastening pin may have at least four surfaces along a circumference with a longitudinal direction of the fastening pin as an axis, and the pin coupling part may be a groove having a number of surfaces corresponding to the fastening pin.
  • a horizontal area of each of the blades may be smaller than a vertical area of each of the blades.
  • the blowing fan may include a hub selectively coupled to the first coupling part or the second coupling part of the rotation shaft, and a plurality of blades coupled to the hub to generate a flow force.
  • the blowing fan may further include a fan fastening member that passes through the hub and is fastened to the first coupling part or the second coupling part.
  • the hub further includes a plurality of insertion grooves arranged to be spaced apart from each other along a circumference having an arbitrary axis in a direction intersecting the rotation axis, and each blade has a separation distance equal to the diameter of the circumference defined by the insertion groove. It may further include at least two insertion pins that are spaced apart and inserted into the insertion groove.
  • the present invention is a casing for forming a heat exchange area; a heat exchanger disposed in the heat exchange area; and a blow power generation unit that provides a flow force to the heat exchange region and generates power by an external force
  • the blow power generation unit includes: a blowing fan; a rotating shaft having a first coupling part and a second coupling part to which the blowing fan is coupled; and a generator motor that rotates the rotating shaft or generates electricity by the rotation of the rotating shaft.
  • the cooling tower cools the refrigerant in summer and generates electricity in other seasons, there is an advantage of cooling the room in summer and supplying electricity used in the room in other seasons.
  • the cooling tower is not left outdoors in the period except for the summer season, but is used as a facility to generate electricity, so the utilization of the cooling tower increases, and there is an advantage of utilizing abundant wind resources outdoors in the seasons except for the summer season. do.
  • the present invention has the advantage of improving power generation efficiency without reducing the cooling efficiency of the refrigerant by moving the blowing fan to the inside and outside of the cooling tower and adjusting the blade angle of the blowing fan.
  • the present invention allows the cooling tower to simultaneously cool and generate power by adding a simple configuration, there is an advantage in that the durability of the cooling tower can be improved while reducing the manufacturing cost.
  • FIG. 1 shows a chiller system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a structure of a compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a relationship between components connected to a control unit.
  • FIG. 4 is a view showing a cooling tower according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is an exploded view of the blowing fan and the rotating shaft of FIG. 4 .
  • FIG. 5B is a view showing a state in which the blowing fan and the rotating shaft of FIG. 5A are combined.
  • FIG. 5c is a view showing another state in which the blowing fan and the rotating shaft are combined in FIG. 5a.
  • FIG. 6A is an exploded view of the blade and the hub of FIG. 4 .
  • Figure 6b is a view showing an example combined with the blade and hub of Figure 6a.
  • Figure 6c is a view showing another example combined with the blade and hub of Figure 6a.
  • FIG. 7A is an exploded view of a blade and a hub according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7b is a view showing an example combined with the blade and hub of Figure 7a.
  • Figure 7c is a view showing another example combined with the blade and hub of Figure 7a
  • FIG. 8 is a view showing a cooling tower according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a cooling tower according to another embodiment of the present invention.
  • each component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. Also, the size and area of each component do not fully reflect the actual size or area.
  • the compressor 100 not only functions as a part of the chiller system, but may also be included in an air conditioner, and may be included in any device that compresses a gaseous material.
  • a chiller system 1 includes a compressor 100 configured to compress a refrigerant, and a condenser 200 for condensing the refrigerant by exchanging heat with the refrigerant compressed in the compressor 100 and cooling water. ), an expander 300 for expanding the refrigerant condensed in the condenser 200, and an evaporator 400 formed to heat-exchange the refrigerant expanded in the expander 300 with the cold water to cool the cold water with evaporation of the refrigerant.
  • the chiller system 1 includes a cooling water unit 600 that heats the cooling water through heat exchange between the refrigerant compressed in the condenser 200 and the cooling water, and the expanded in the evaporator 400 . It further includes a cooling tower 500 for cooling the cold water through heat exchange between the refrigerant and the cold water.
  • the condenser 200 provides a place for exchanging the high-pressure refrigerant compressed in the compressor 100 with the coolant flowing in from the cooling water unit 600 .
  • the high-pressure refrigerant is condensed through heat exchange with the cooling water.
  • the condenser 200 may be configured as a shell-tube type heat exchanger. Specifically, the high-pressure refrigerant compressed in the compressor 100 is introduced into the condensing space 230 corresponding to the internal space of the condenser 200 through the discharge passage 150 .
  • the inside of the condensing space 230 includes a cooling water passage 210 through which the cooling water flowing in from the cooling water unit 600 can flow.
  • the cooling water flow path 210 includes a cooling water inflow path 211 through which cooling water is introduced from the cooling water unit 600 and a cooling water discharge path 212 through which the cooling water is discharged to the cooling water unit 600 .
  • the cooling water flowing into the cooling water inlet flow path 211 exchanges heat with the refrigerant inside the condensing space 230 and then passes through the cooling water connection flow path 240 provided at one end inside or outside the condenser 200 to the cooling water discharge flow path 212. is brought in
  • the cooling water unit 600 and the condenser 200 are connected via the cooling water tube 220 .
  • the cooling water tube 220 may be made of a material such as rubber to not only serve as a passage through which the cooling water flows between the cooling water unit 600 and the condenser 200 but also to prevent leakage to the outside.
  • the cooling water tube 220 includes a cooling water inlet tube 221 connected to the cooling water inlet passage 211 and a cooling water discharge tube 222 connected to the cooling water discharge passage 212 .
  • the cooling water after heat exchange with air or liquid in the cooling water unit 600 is introduced into the condenser 200 through the cooling water inlet tube 221 .
  • the cooling water introduced into the condenser 200 passes through the cooling water inlet passage 211, the cooling water connection passage 240, and the cooling water discharge passage 212 provided in the condenser 200 in turn. After exchanging heat with the refrigerant, it flows back into the cooling water unit 600 through the cooling water discharge tube 222 .
  • the cooling water unit 600 includes a cooling water inlet pipe 610 that is an inlet through which the cooling water that has absorbed heat through the main body 630 and the cooling water discharge tube 222 is introduced, and the cooling water after being cooled inside the cooling water unit 600, the cooling water is discharged. It is composed of a cooling water discharge pipe 620 which is an outlet.
  • the cooling water unit 600 may use air to cool the cooling water introduced into the main body 630 .
  • the main body 630 is provided with a fan for generating a flow of air and includes an air outlet 631 through which air is discharged, and an air inlet 632 corresponding to an inlet through which air is introduced into the main body 630 . do.
  • Air discharged after heat exchange at the air outlet 631 may be used for heating.
  • the refrigerant after heat exchange in the condenser 200 is condensed and collected in the lower portion of the condensing space 230 .
  • the accumulated refrigerant flows into the refrigerant box 250 provided in the condensing space 230 and then flows into the expander 300 .
  • the refrigerant box 250 flows into the refrigerant inlet 251 , and the introduced refrigerant is discharged through the evaporator connection passage 260 .
  • the evaporator connection passage 260 includes an evaporator connection passage inlet 261 , and the evaporator connection passage inlet 261 may be located below the refrigerant box 250 .
  • the evaporator 400 includes an evaporation space 430 in which heat exchange occurs between the refrigerant expanded in the expander 300 and the cold water.
  • the refrigerant that has passed through the expander 300 in the evaporator connection passage 260 is connected to the refrigerant injection device 450 provided in the evaporator 400, and the refrigerant injection hole 451 provided in the refrigerant injection device 450 is connected to the It is then spread evenly into the evaporator 400 .
  • the evaporator 400 is provided with a cold water passage 410 including a cold water inflow passage 411 through which cold water flows into the evaporator 400 and a cold water discharge passage 412 through which cold water is discharged to the outside of the evaporator 400 . do.
  • the cold water is introduced or discharged through the cold water tube 420 in communication with the cooling tower 500 provided outside the evaporator 400 .
  • the cold water tube 420 includes a cold water inlet tube 421 that is a passage for the cold water in the cooling tower 500 to the evaporator 400 and a cold water discharge tube that is a passage for the cold water that has undergone heat exchange in the evaporator 400 to the cooling tower 500 . (422). That is, the cold water inlet tube 421 communicates with the cold water inlet passage 411 , and the cold water discharge tube 422 communicates with the cold water discharge passage 412 .
  • the cold water inlet tube 421, the cold water inlet passage 411, the inner end of the evaporator 400 or the cold water connection passage 440 provided on the outside of the evaporator 400 After passing, it flows back into the cooling tower 500 through the cold water discharge passage 412 and the cold water discharge tube 422 .
  • the cooling tower 500 cools the cold water through the refrigerant.
  • the cooled cold water absorbs heat from the air in the cooling tower 500 to enable indoor cooling.
  • the cooling tower 500 includes a cold water discharge pipe 520 communicating with the cold water inlet tube 421 and a cold water inlet pipe 510 communicating with the cold water discharge tube 422 .
  • the refrigerant that has undergone heat exchange in the evaporator 400 flows back into the compressor 100 through the compressor 100 connection passage 460 .
  • FIG. 2 illustrates a compressor 100 (aka, turbo compressor) according to an embodiment of the present invention.
  • the compressor 100 is one or more impellers 120 that suck the refrigerant in the axial direction (Ax) and compress it in the centrifugal direction, the impeller 120 and the motor 130 for rotating the impeller 120 are connected.
  • the compressor 100 of the present invention may further include a vibration measuring sensor 72 for measuring the vibration frequency of the discharge passage 150 .
  • the impeller 120 is generally composed of one stage or two stages, and may be composed of a plurality of stages. It rotates by the rotating shaft 110, and serves to make the refrigerant into a high pressure by compressing the refrigerant flowing in the axial direction (Ax) by rotation in the centrifugal direction.
  • the motor 130 has a rotation shaft 110 and a separate rotation shaft 110 and may have a structure for transmitting rotational force to the rotation shaft 110 by a belt (not shown), but in the case of an embodiment of the present invention, the motor ( 130 is composed of a stator (not shown) and a rotor 112 to rotate the rotating shaft 110 .
  • the rotating shaft 110 is connected to the impeller 120 and the motor 130 .
  • the rotating shaft 110 extends in the left-right direction of FIG. 2 .
  • the axial direction Ax of the rotation shaft 110 means a left-right direction.
  • the rotating shaft 110 preferably includes a metal so as to be movable by the magnetic force of the magnetic bearing 10 and the thrust bearing 160 .
  • the rotation shaft 110 has a constant area in a plane perpendicular to the axial direction (Ax).
  • the rotating shaft 110 may further include the rotating shaft 110 blades 111 that provide sufficient magnetic force to move the rotating shaft 110 by the magnetic force of the thrust bearing 160 .
  • the blade 111 of the rotation shaft 110 may have a larger area than the cross-sectional area of the rotation shaft 110 in a plane perpendicular to the axial direction Ax.
  • the rotating shaft 110 and the wing 111 may be formed to extend in a radial direction of the rotating shaft 110 .
  • the thrust bearing 160 is made of a conductor and has a coil wound thereon. It acts like a magnet by the current flowing through the wound coil.
  • the thrust bearing 160 is provided adjacent to the wing 111 of the rotating shaft 110 extending in the rotational radial direction of the rotating shaft 110 .
  • the magnetic bearing 10 supports the rotation shaft 110 in a radial direction intersecting the axial direction of the rotation shaft 110 .
  • the magnetic bearing 10 is made of a conductor and has a coil wound thereon. It acts like a magnet by the current flowing through the wound coil.
  • the magnetic bearing 10 allows the rotation shaft 110 to rotate without friction in a state in which it is levitated in the air. To this end, the magnetic bearing 10 must be provided with at least three coils around the rotating shaft 110 , and each coil must be installed in a balanced way around the rotating shaft 110 .
  • the rotating shaft 110 is levitated in the air by the magnetic force generated by each coil. As the rotating shaft 110 is lifted and rotated in the air, energy lost due to friction is reduced, unlike the conventional invention in which a bearing is provided.
  • the compressor 100 may further include a bearing housing 142 supporting the magnetic bearing 10 .
  • the refrigerant introduced into the compressor 100 through the compressor 100 connection passage 460 is compressed in the circumferential direction by the action of the impeller 120 and then discharged to the discharge passages 150 and 150. do.
  • the compressor 100 connection passage 460 is connected to the compressor 100 so that the refrigerant flows in a direction perpendicular to the rotation direction of the impeller 120 .
  • the thrust bearing 160 limits the movement of the rotary shaft 110 in the axial direction (Ax) vibration, and when the surge occurs, the rotary shaft 110 moves in the impeller 120 direction, and Prevents the rotation shaft 110 from moving.
  • the thrust bearing 160 is composed of a first thrust bearing 161 and a second thrust bearing 162 , and surrounds the rotary shaft 110 and the wing 111 in the axial direction (Ax) of the rotary shaft 110 . are placed That is, in the axial direction (Ax) of the rotating shaft 110 , the first thrust bearing 161 , the rotating shaft 110 wing 111 , and the second thrust bearing 162 are disposed in this order.
  • the second thrust bearing 162 is located closer to the impeller 120 than the first thrust bearing 161 , and the first thrust bearing 161 is farther from the impeller 120 than the second thrust bearing 161 .
  • at least a portion of the rotating shaft 110 is positioned between the first thrust bearing 161 and the second thrust bearing 162 .
  • the blade 111 of the rotating shaft 110 is positioned between the first thrust bearing 161 and the second thrust bearing 162 .
  • the first thrust bearing 161 and the second thrust bearing 162 minimize the vibration of the rotary shaft 110 in the direction of the rotary shaft 110 by the operation of the blade 111 and the magnetic force of the rotary shaft 110 having a large area. There is an effect that can be done.
  • the vibration measuring sensor 72 measures the axial direction (Ax) (left and right direction) movement of the rotation shaft 110 .
  • the vibration measuring sensor 72 may measure the movement of the rotation shaft 110 in the vertical direction (direction orthogonal to the axial direction Ax).
  • the vibration measurement sensor 72 may include a plurality of vibration measurement sensors 72 .
  • the vibration measuring sensor 72 includes a first gap sensor 710 that measures the vertical movement of the rotation shaft 110 and a second gap sensor 720 that measures the left and right movement of the rotation shaft 110 . do.
  • the second gap sensor 720 may be disposed to be spaced apart from one end in the axial direction Ax of the rotation shaft 110 in the axial direction Ax.
  • the discharge passage 150 discharges the refrigerant compressed by the impeller.
  • the vibration measuring sensor 72 measures the vibration frequency of the discharge passage 150 , and provides the vibration frequency value to the controller 700 or the storage unit 740 .
  • the vibration measuring sensor 72 may be installed adjacent to the discharge passage 150 .
  • the vibration measuring sensor 72 measures the vibration of the discharge flow path 150 using an accelerometer or measures the vibration of the discharge flow path 150 using various other methods.
  • the measurement is more advantageous than detecting the vibration of the rotating shaft 110 , and additional installation of equipment is convenient.
  • the present invention may further include a control unit 700 for executing a surge avoidance operation based on the vibration frequency measured by the vibration measuring sensor 72 .
  • the controller 700 controls the vibration measuring sensor 72 , the magnetic bearing 10 , the motor 130 , and the power amplifier 730 that amplifies the magnitude of the current applied to the thrust bearing 160 .
  • the power amplifier 730 is controlled to adjust the magnitude of the current applied to the magnetic bearing 10 , the motor 130 , and the thrust bearing 160 , and the rotation shaft according to the change in the magnitude of the current using the vibration measuring sensor 72 .
  • a change in the position of 110 can be grasped.
  • the value measured by the vibration measuring sensor 72 is stored in the storage unit 740 .
  • Data such as the reference position (C0), the normal position range (-C1 to +C1), and the eccentric position may be stored in the storage unit 740 in advance.
  • control unit 700 executes the surge avoidance operation.
  • the surge generated in the compressor 100 is mostly due to rotation stall generated by the growth of flow separation. Since the magnetic bearing controls the position of the shaft, it can shake the shaft for an extreme period of time without affecting the system, and the inverter product manages the flow separation before rotation stall occurs by controlling the number of revolutions of the compressor 100 If you can, you can drive while avoiding surges.
  • BPF blade passing frequency
  • the normal vibration frequency may be an experimentally determined value.
  • the controller 700 may determine that the vibration frequency is out of the normal vibration frequency range.
  • the controller 700 may determine that the normal vibration frequency range is out of range.
  • cooling tower 500 for cooling the cold water through heat exchange between the refrigerant expanded in the evaporator 400 and the cold water will be described in detail.
  • the present invention is characterized in that the cooling tower 500 is recycled as a device for converting wind energy into electrical energy during the non-operation period of the cooling tower 500 in order to solve the problem that the cooling tower 500 is not operated in seasons except summer and left outdoors. do.
  • the cooling tower 500 includes a casing 530 that forms an air supply region S10 and an exhaust region S20 and a heat exchange region S30, an air supply region S10 and Doedoe communicating, the air supply port 502 formed in the casing 530, communicate with the exhaust region (S20), the exhaust port 504 formed in the casing 530, the heat exchange unit and the air supply region (S10) disposed in the heat exchange region (S30) (S10) ) and a blower generating unit 530 that provides a flow force to the exhaust region S20 and generates electricity by external force.
  • the cooling tower 500 of the present invention is preferably a counterflow suction ventilation type, but is not limited thereto.
  • the casing 530 forms an air supply region S10 , an exhaust region S20 , and a heat exchange region S30 . That is, the casing 530 forms an air supply region S10 , an exhaust region S20 , and a heat exchange region S30 therein.
  • the casing 530 usually has a cylindrical shape.
  • the casing 530 is provided with an air supply port 502 and an exhaust port 504 .
  • the air inlet 502 is a space in which outside air flows into the inside of the casing 530 from the outside.
  • the air supply port 502 is in communication with the air supply area (S10).
  • the air inlet 502 is preferably a hole formed along the circumference of the casing 530 on the side of the casing 530 .
  • the air supply port 502 may be provided with an air supply louver (203).
  • the exhaust port 504 communicates with the exhaust region S20.
  • the exhaust port 504 is preferably a hole formed in the upper portion of the casing (530).
  • An exhaust discharge part 505 may be installed in the exhaust port 504 .
  • the exhaust discharge unit 505 may guide the air discharged through the exhaust port 504 and provide a space in which the blowing fan 540 is installed.
  • the exhaust discharge unit 505 may be omitted depending on the embodiment.
  • the air supply port 502 and the exhaust port 504 may be installed at the same height in the horizontal direction, but the exhaust port 504 is preferably installed higher than the supply port 502 . Since the cold outside air coming in from the supply air is heated inside the casing 530 and naturally rises by convection and is discharged to the exhaust port 504 , the burden on the blowing fan 540 can be reduced.
  • the air supply region (S10) and the exhaust region (S20) is disposed in the heat exchange region (S30). That is, the inner space of the casing 530 between the air supply region S10 and the exhaust region S20 may be defined as the heat exchange region S30 .
  • a heat exchanger is disposed in the heat exchange region S30.
  • the heat exchanger may include various types of heat exchangers.
  • the heat exchanger includes a counterflow heat exchange unit 506 made of a filler, and a cooling fluid inlet 511 disposed above the heat exchange unit 506 to spray cooling water to the heat exchange unit 506 and guide the high temperature cooling water.
  • a spraying consisting of a provided watering main (unsigned), a plurality of branch pipes (unsigned) coupled to the watering main (unsigned), and a plurality of watering nozzles (unsigned) coupled to the branching (unsigned) It may include a unit 508 and an eliminator 507 provided on the water spray unit 508 .
  • a water collecting tank 515 provided under the heat exchange unit 506 and a cooling fluid outlet 512 connected to the water collecting tank 215 to discharge the cooled cooling water may be formed in the casing 530 .
  • the blower power generation unit 530 provides a flow force to the air supply region S10 and the exhaust region S20 and generates power by external force.
  • the blower power generation unit 530 rotates the blower fan 540, the rotary shaft 532 to which the blower fan 540 is coupled, and the rotary shaft 532, or a generator motor that generates power by the rotation of the rotary shaft 532 ( 538) may be included.
  • the generator motor 538 may generate electric energy when the rotating shaft 532 is rotated by an external force, and may rotate the rotating shaft 532 when electricity is supplied.
  • the generator motor 538 may include an MG motor.
  • the generator motor 538 and the blower fan 540 may be shaft-coupled, or may be coupled by a belt 535 using a separate shaft.
  • FIG. 4 illustrates a structure in which the generator motor 538 and the blower fan 540 have different shafts and receive rotational force by the belt 535 .
  • the blower power generation unit 530 includes a first pulley 536 shaft-coupled to the generator motor 538 , a second pulley 534 and a first pulley 536 shaft-coupled to the rotation shaft 532 , and the second A belt 535 coupled to the pulley 534 to transmit a rotational force between the first pulley 536 and the second pulley 534 may be further included.
  • the first pulley 536 is shaft-coupled to the drive shaft 537 of the generator motor 538 .
  • the driving shaft 537 and the rotation shaft 532 may be disposed parallel to the vertical direction.
  • the first pulley 536 , the second pulley 534 , and the second coupling part 532b may be located outside the casing 530 .
  • a portion of the rotation shaft 532 may be located inside the casing 530
  • another portion of the rotation shaft 532 may be located outside the casing 530 .
  • the blowing fan 540 may be located inside the casing 530 .
  • the rotating shaft 532 has a coupling portion to which the blower fan 540 is coupled, and is arranged in parallel in the vertical direction. A part of the rotating shaft 532 is located inside the casing 530 , and another part of the rotating shaft 532 is located outside the casing 530 . This is because, when the rotation shaft 532 is disposed in the upward direction, the position of the blowing fan 540 is maximized during the non-operation period of the cooling tower 500 to maximize wind energy.
  • the rotating shaft 532 is rotatably coupled to the casing 530 .
  • the rotating shaft 532 may be supported by an arm 531 extending from the casing 530 .
  • the arm 531 may have a bearing 505 coupled thereto, and a rotation shaft 532 coupled to the bearing 505 .
  • the rotation shaft 532 is formed with a first coupling portion 532a and a second coupling portion 532b to which the blowing fan 540 is coupled.
  • the first coupling part 532a and the second coupling part 532b may be variously modified.
  • the first coupling part 532a and the second coupling part 532b may have a structure in which the hub 542 of the blowing fan 540 is coupled, or a structure in which the blade 541 of the blowing fan 540 is directly coupled.
  • the first coupling part 532a and the second coupling part 532b may be coupling grooves to which the blower fan 540 is coupled.
  • the defective groove may be a space in which the hub 542 of the blower fan 540 or each blade 541 is press-fitted.
  • the first coupling part 532a and the second coupling part 532b may include a coupling groove to which the fan coupling member 539 passing through the blowing fan 540 is coupled. At this time, a screw groove may be formed inside the coupling groove.
  • the first coupling part 532a is a portion to which the blowing fan 540 is coupled when the cooling tower 500 cools the refrigerant
  • the second coupling part 532b is the cooling tower 500 converts wind energy into electrical energy.
  • the first coupling part 532a may be located inside the casing 530 , and the second coupling part 532b may be located outside the casing 530 .
  • the first coupling part 532a may be disposed in the exhaust port 504 or located in the exhaust discharge part 505 .
  • the second coupling part 532b may be positioned higher than the first coupling part 532a.
  • the second coupling portion 532b is preferably positioned to vertically overlap the exhaust port 504 on the upper portion of the exhaust port 504 .
  • the height of the first pulley 536 and the second pulley 534 may be higher than that of the first coupling part 532a and the second coupling part 532b.
  • the first coupling portion 532a is located inside the casing 530, and the first pulley 536, the second pulley 534 and the second coupling portion 532b are located outside the casing 530, Since the structure of the existing cooling tower 500 is not changed, there is an advantage of not changing the flow force, cooling performance, size of the blowing fan 540, and the like of the cooling tower 500 .
  • the blower fan 540 is coupled to the first coupling part 532a when heat exchange is required in the heat exchanger, and coupled to the second coupling part 532b when heat exchange is not required in the heat exchanger.
  • the blowing fan 540 is coupled to the first coupling part 532a when heat exchange is required in the heat exchanger. As shown in FIG. 5C , the blowing fan 540 is coupled to the second coupling part 532b when heat exchange is not required in the heat exchanger (electric energy is required).
  • the blowing fan 540 is coupled to the hub 542 and the hub 542 selectively coupled to the first coupling part 532a or the second coupling part 532b of the rotation shaft 532 to generate a flow force. It may include a blade 541 .
  • the hub 542 is shaft-coupled to the rotation shaft 532 , and has a larger diameter than the rotation shaft 532 .
  • Each blade 541 is disposed along the circumference of the hub 542 . The blade 541 is rotated about the rotation axis 532 , thereby generating a flow force in the axial direction.
  • blowing fan 540 may further include a fan coupling member 539 that penetrates the hub 542 and is coupled to the first coupling part 532a or the second coupling part 532b.
  • each blade 541 is directly coupled to the rotating shaft 532 .
  • the blade 541 When only the vertical position of the blowing fan 540 is changed, the blade 541 is formed to provide a flow force in an upward direction parallel to the rotation shaft 532 , so the efficiency of generating wind energy may be reduced.
  • the power generation efficiency may be low even if the blower fan 540 moves to the second coupling part 532b. .
  • the configuration except for the structure of the blowing fan 540 of FIG. 6 may be any one of FIGS. 4, 8 and 9 .
  • the blowing fan 540B is selectively coupled to the first coupling part 532a or the second coupling part 532b of the rotation shaft 532, and a hub having a plurality of pin coupling parts 543 ( 542 , a plurality of blades 541 generating a flow force, and a fastening pin 544 connected to one end of each blade 541 and coupled to the pin coupling part 543 .
  • the pin coupling portion 543 may be a groove or a hole recessed in the central axis direction from the circumferential surface of the hub 542 .
  • the pin coupling part 543 may extend in a direction parallel to a horizontal plane perpendicular to the rotation shaft 532 .
  • the pin coupling portion 543 may have at least four sides along a circumference with a direction toward the rotation shaft 532 as an axis. The width and length of the above four sides may all be the same. That is, when viewed from the side perpendicular to the direction of the rotation shaft 532 , the pin coupling portion 543 has a shape in which a rectangular groove extends in a direction perpendicular to the rotation shaft 532 .
  • the pin coupling portion 543 may have four or more surfaces. That is, the pin coupling part 543 may be defined as a groove having the number of surfaces corresponding to the fastening pin 544 .
  • the fastening pin 544 may have a number of surfaces corresponding to the pin coupling part 543 .
  • the fastening pin 544 may have at least four surfaces along a circumference with the longitudinal direction of the fastening pin 544 as an axis.
  • the fastening pin 544 may be formed parallel to the longitudinal direction of the blade 541 .
  • the coupling angle can be adjusted, and the angle of the wing can be adjusted to horizontal and Easy to convert to vertical direction.
  • the horizontal area of each blade 541 is smaller than the vertical area of each blade 541 .
  • the horizontal area means an area seen when the blade 541 is viewed from the horizontal direction
  • the vertical area means an area seen when the blade 541 is viewed from the upper direction or the lower direction.
  • the angle formed by the wing surface connecting the leading edge and the trailing edge of each blade 541 with the horizontal direction is the wing surface. It may be smaller than the angle formed with the vertical direction.
  • a holder such as a fastening pin 544 , a pin coupling part 543 , and a screw.
  • the angle formed by the wing surface connecting the leading edge and the trailing edge of each blade 541 with the horizontal direction is It may be larger than the angle formed by the wing surface with the vertical direction.
  • blowing fan 540 capable of more precisely adjusting the angle of the blade 541 will be described with reference to FIG. 7 .
  • the configuration except for the structure of the blowing fan 540 of FIG. 7 may be any one of FIGS. 4, 8 and 9 .
  • the blowing fan 540C is selectively coupled to the first coupling part 532a or the second coupling part 532b of the rotation shaft 532, and a hub having a plurality of pin coupling parts 543 ( 542 and a plurality of blades 541 for generating a flow force.
  • the hub 542 may further include a plurality of insertion grooves 549 , and each blade 541 may include at least two pins inserted into the insertion groove 549 .
  • the plurality of insertion grooves 549 may be arranged to be spaced apart from each other along a circumference of the hub 542 in a direction intersecting the rotation shaft 532 as an arbitrary axis.
  • the plurality of insertion grooves 549 are arranged on the circumferential surface of the hub 542 at the same pitch on a circular orbit centering on an arbitrary axis perpendicular to the rotation axis 532 .
  • a plurality of insertion grooves 549 arranged around the same axis may be defined as one insertion groove group 545 .
  • the plurality of insertion groove groups 545a, 545b, and 545c may be arranged along the circumferential surface of the hub 542 .
  • At least two insertion pins are formed at one end of each blade 541 .
  • the two insertion pins are spaced apart with the same spacing as the diameter of the circumference defined by the insertion groove (549), and are inserted into the insertion groove (549). That is, the two insertion pins allow the angle of the blade 541 to be adjusted and coupled to the insertion groove group 545 .
  • the angle formed by the wing surface connecting the leading edge and the trailing edge of each blade 541 with the horizontal direction is the wing surface. It may be smaller than the angle formed with the vertical direction.
  • the angle formed by the wing surface connecting the leading edge and the trailing edge of each blade 541 with the horizontal direction is It may be larger than the angle formed by the wing surface with the vertical direction.
  • the configuration except for the positions of the first pulley 536 and the second pulley 534 of FIG. 8 may be any one of FIGS. 4 to 7 .
  • the heights of the first pulley 536 and the second pulley 534 may be higher than the first coupling part 532a and lower than the second coupling part 532b. Since the first pulley 536 and the second pulley 534 are not disposed to be biased toward one side from the rotation shaft 532 , vibration and energy loss occurring in power transmission can be reduced.
  • FIG. 9 a structure in which the generator motor 538 and the blower fan 540 are directly shaft-coupled will be described with reference to FIG. 9 .
  • the configuration other than the configuration described in FIG. 9 may be any one of FIGS. 4 to 7 .
  • the generator motor 538 is shaft-coupled to the rotation shaft 532 .
  • the embodiment of FIG. 9 has the advantage that the pulley and the belt 535 can be omitted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 급기영역 및 배기영역과 열교환영역을 형성하는 케이싱, 상기 급기영역과 연통되되, 상기 케이싱에 형성된 급기구, 상기 배기영역과 연통되되, 상기 케이싱에 형성된 배기구, 상기 열교환영역에 배치되는 열교환기 및 상기 급기영역과 상기 배기영역에 유동력을 제공하고 외력에 의해 발전하는 송풍 발전 유닛을 포함하고, 상기 송풍 발전 유닛은, 송풍팬, 상기 송풍팬이 결합되는 제1 결합부와 제2 결합부를 가지는 회전축, 상기 회전축을 회전시키거나, 상기 회전축의 회전에 의해 발전하는 발전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템
본 발명은 냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템에 관한 것이다. 특히, 비 운전 시기에 에너지를 생성할 수 있는 냉각탑에 관한 것이다.
일반적으로, 칠러 시스템은 냉수를 냉수 수요처로 공급하는 것으로서, 냉동 시스템을 순환하는 냉매와, 냉수 수요처와 냉동 시스템의 사이를 순환하는 냉수간에 열교환이 이루어져 냉수를 냉각시키는 것을 특징으로 한다. 이러한 칠러 시스템은 대용량 설비로서, 규모가 큰 건물 등에 설치될 수 있다.
특허 문헌 1에는, 압축기, 응축기, 증발기, 증발기(400)에서 팽창된 냉매와 냉수 사이의 열교환을 통해 냉수를 냉각하는 냉각탑을 개시하고 있다.
종래의 공기조화설비 및 냉동. 냉장장치 등에서 운전되는 냉동기나 산업용 열교환기는 제거되어야 하는 폐열을 수반하며, 이 폐열을 제거하기 위해서는 냉각매체를 이용하여 폐열을 대기로 방출하여야 한다.
일반적으로 송풍팬의 강제 통풍공기를 이용하여 폐열을 냉각하는 냉각탑은, 증발 냉각식 냉각탑, 공냉식 냉각탑(응축기), 실외기(Outdoor unit)를 포괄할수 있다.
냉각방식은 피냉각 유체보다 온도가 낮은 대기상의 공기를 강제 통풍시키어 현열냉각을 하는 공랭식 냉각과, 냉각수와 공기의 접촉에 의한 증발 잠열을 이용하여 냉각하는 증발식 냉각으로 구분되며, 증발냉각 방식의 냉각탑은 어떤 다른 냉각장치보다 냉각효과가 크고 경제적이기 때문에 널리 사용되고 있다.
그러나, 종래의 냉각탑의 경우, 우리나라 같은 북반구지역은 하절기에만 냉각탑이 가동되고 봄, 가을, 겨울에는 사용치 못하는 비효율적 운용이 문제가 된다.
<선행기술문헌>
(특허문헌 0001) 일본국 특허공개 2006-83923호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여름을 제외한 계절에 냉각탑이 비 운전되는 동안 에너지를 생성하는 장치로 재활용하는 냉각탑을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 기존의 냉각탑의 구조를 크게 변경하지 않고, 냉각탑에서 냉수를 냉각하는 기능과 발전하는 기능을 함께할 수 있는 냉각탑을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 냉각탑의 냉수를 냉각 할 때와 발전할 때, 송풍팬의 위치 및 각도를 조절하여서, 효율적인 냉수의 냉각과 효율적인 발전할 수 있는 냉각탑을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 열교환기에 공기의 유동력을 제공하는 송풍팬이 냉각탑의 가동 시에 케이싱의 내부에 위치되고, 냉각탑의 비 가동 시에 케이싱의 외부에 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 송풍팬의 블레이드 각도가 케이싱의 내부와 외부에서 달라지게 하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 급기영역 및 배기영역과 열교환영역을 형성하는 케이싱, 상기 급기영역과 연통되되, 상기 케이싱에 형성된 급기구, 상기 배기영역과 연통되되, 상기 케이싱에 형성된 배기구, 상기 열교환영역에 배치되는 열교환기 및 상기 급기영역과 상기 배기영역에 유동력을 제공하고 외력에 의해 발전하는 송풍 발전 유닛을 포함하고, 상기 송풍 발전 유닛은, 송풍팬, 상기 송풍팬이 결합되는 제1 결합부와 제2 결합부를 가지는 회전축, 상기 회전축을 회전시키거나, 상기 회전축의 회전에 의해 발전하는 발전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 결합부는 상기 케이싱의 내부에 위치되고, 상기 제2 결합부는 상기 케이싱의 외부에 위치될 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제1 결합부 보다 높게 위치될 수 있다.
상기 회전축은 상하 방향과 나란하게 배치될 수 있다.
상기 회전축의 일부는 상기 케이싱의 내부에 위치되고, 상기 회전축의 다른 일부는 상기 케이싱의 외부에 위치될 수 있다.
상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는 상기 송풍팬이 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다.
상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는 상기 송풍팬을 관통한 팬 체결부재가 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다.
상기 발전기 모터는 상기 회전축과 축 결합될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발전기 모터에 축 결합된 제1 풀리, 상기 회전축에 축 결합된 제2 풀리 및 상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리에 결합되어 상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리 사이에 회전력을 전달하는 벨트를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리의 높이는 상기 제1 결합부 및 상기 제2 결합부 보다 높을 수 있다.
상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리의 높이는 상기 제1 결합부 보다 높고, 상기 제2 결합부 보다 낮을 수 있다.
상기 제1 결합부는 상기 케이싱의 내부에 위치되고, 상기 제1 풀리, 상기 제2 풀리 및 상기 제2 결합부는 상기 케이싱의 외부에 위치될 수 있다.
상기 송풍팬은 상기 열교환기에서 열교환이 필요할 때 상기 제1 결합부에 결합되고, 상기 열교환기에서 열교환이 필요하지 않을 때, 상기 제2 결합부에 결합될 수 있다.
상기 송풍팬은, 상기 회전축의 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부에 선택적으로 결합되고, 복수의 핀 결합부를 가지는 허브와, 유동력을 발생하는 복수의 블레이드와, 각 블레이드의 일단에 연결되고, 상기 핀 결합부에 결합되는 체결핀을 포함할 수 있다.
상기 체결핀은 상기 체결핀의 길이 방향을 축으로 한 원주를 따라 적어도 4면을 가지고, 상기 핀 결합부는 상기 체결핀과 대응되는 면수를 가지는 홈일 수 있다.
상기 송풍팬이 상기 제2 결합부에 결합 될 때, 상기 각 블레이드의 수평면적은 상기 각 블레이드의 수직면적 보다 작을 수 있다.
상기 송풍팬은, 상기 회전축의 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부에 선택적으로 결합되는 허브 및 상기 허브에 결합되어 유동력을 발생하는 복수의 블레이드를 포함할 수 있다.
상기 송풍팬은 상기 허브를 관통하여 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부에 체결되는 팬 체결부재를 더 포함할 수 있다.
상기 허브는 회전축과 교차되는 방향을 임의의 축으로 하는 원주를 따라 서로 이격되어 배열된 복수의 삽입홈을 더 포함하고, 상기 각 블레이드에는 상기 삽입홈의 정의하는 윈주의 지름과 동일한 이격거리를 가지고 이격되며, 상기 삽입홈에 삽입되는 적어도 2개의 삽입핀을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 열교환영역을 형성하는 케이싱; 상기 열교환영역에 배치되는 열교환기; 및 상기 열교환영역에 유동력을 제공하고 외력에 의해 발전하는 송풍 발전 유닛을 포함하고, 상기 송풍 발전 유닛은, 송풍팬; 상기 송풍팬이 결합되는 제1 결합부와 제2 결합부를 가지는 회전축; 및 상기 회전축을 회전시키거나, 상기 회전축의 회전에 의해 발전하는 발전기 모터를 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 자기 베어링 및 압축기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명은 냉각탑이 하절기에는 냉매를 냉각하고, 다른 계절에는 전기를 생성하므로, 하절기에는 실내를 냉방하고, 다른 계절에는 실내에 사용되는 전기를 공급할 수 있는 이점이 존재한다.
둘째, 본 발명은 하절기를 제외한 시기에 냉각탑이 옥외에 방치되지 않고, 전기를 발전하는 시설로 활용되므로, 냉각탑의 활용도가 증가하고, 하절기를 제외한 계절에 옥외에 풍부한 풍력자원을 활용하는 이점이 존재한다.
셋째, 본 발명은 송풍팬을 냉각탑의 내 외부로 이동시키고, 송풍팬의 날개 각도를 조절할 수 있게 구현함으로써, 냉매를 냉각하는 효율을 줄이지 않고, 발전 효율을 향상시키는 이점이 존재한다.
넷째, 본 발명은 간단한 구성의 추가로 냉각탑이 냉매의 냉각과 발전을 동시에 할 수 있게 하므로, 제조비용을 줄이면서, 냉각탑의 내구성은 향상시킬 수 있는 이점이 존재한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1는 본 발명의 일 실시예의 칠러 시스템을 나타낸 것이다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 제어부와 연결된 구성들의 관계를 도시한 블록도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예의 냉각탑을 도시한 도면이다.
도 5a는 도 4의 송풍팬과 회전축을 분해한 도면이다.
도 5b는 도 5a의 송풍팬과 회전축이 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 5c는 도 5a에서 송풍팬과 회전축이 결합된 다른 모습을 도시한 도면이다.
도 6a는 도 4의 블레이드와 허브를 분해한 도면이다.
도 6b는 도 6a의 블레이드와 허브와 결합된 일 예를 도시한 도면이다.
도 6c는 도 6a의 블레이드와 허브와 결합된 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블레이드와 허브를 분해한 도면이다.
도 7b는 도 7a의 블레이드와 허브와 결합된 일 예를 도시한 도면이다.
도 7c는 도 7a의 블레이드와 허브와 결합된 다른 예를 도시한 도면이다
도 8은 본 발명의 다른 실시예의 냉각탑을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 냉각탑을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부도면은 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다름과 같다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 압축기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 압축기(100)가 구비된 칠러 시스템을 도시한 것이다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)는 칠러 시스템의 일부로써 기능할 뿐만 아니라 공기조화기에도 포함될 수 있으며 기체 상태의 물질을 압축하는 기기라면 어디에든 포함될 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러 시스템(1)은 냉매를 압축하도록 형성된 압축기(100), 압축기(100)에서 압축된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기(200), 응축기(200)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기(300), 팽창기(300)에서 팽창된 냉매와 냉수를 열교환시켜 냉매의 증발과 함께 냉수를 냉각하도록 형성된 증발기(400)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 칠러 시스템(1)은 응축기(200)에서 압축된 냉매와 냉각수를 사이의 열교환을 통해 냉각수를 가열하는 냉각수유닛(600)과, 증발기(400)에서 팽창된 냉매와 냉수 사이의 열교환을 통해 냉수를 냉각하는 냉각탑(500)을 더 포함한다.
응축기(200)는 압축기(100)에서 압축된 고압의 냉매를 냉각수유닛(600)에서 유입되는 냉각수와 열교환하는 장소를 제공한다. 고압의 냉매는 냉각수와의 열교환을 통해 응축된다.
응축기(200)는 쉘-튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다. 구체적으로, 압축기(100)에서 압축된 고압의 냉매는 토출유로(150)를 통해 응축기(200) 내부 공간에 해당하는 응축공간(230)으로 유입된다. 또한, 응축공간(230) 내부에는 냉각수유닛(600)으로부터 유입되는 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수유로(210)를 포함한다.
냉각수유로(210)는 냉각수유닛(600)으로부터 냉각수가 유입되는 냉각수유입유로(211)와 냉각수유닛(600)으로 냉각수가 배출되는 냉각수토출유로(212)로 구성된다. 냉각수유입유로(211)로 유입된 냉각수는 응축공간(230) 내부에서 냉매와 열교환을 한 후 응축기(200) 내부 일단 또는 외부에 구비된 냉각수연결유로(240)를 지나 냉각수토출유로(212)로 유입된다.
냉각수유닛(600)과 응축기(200)는 냉각수튜브(220)를 매개로 하여 연결이 된다. 냉각수튜브(220)는 냉각수유닛 (600)과 응축기(200) 사이에 냉각수가 흐르는 통로가 될 뿐만 아니라 외부로 새어나가지 않도록 고무 등의 재질로 구성될 수 있다.
냉각수튜브(220)는 냉각수유입유로(211)와 연결되는 냉각수유입튜브(221)와 냉각수토출유로(212)와 연결되는 냉각수토출튜브(222)로 구성된다. 냉각수의 흐름을 전체적으로 살펴보면, 냉각수유닛(600)에서 공기 또는 액체와 열교환을 마친 냉각수는 냉각수유입튜브(221)를 통해 응축기(200) 내부로 유입된다. 응축기(200) 내부로 유입된 냉각수는 응축기(200) 내부에 구비된 냉각수유입유로(211), 냉각수연결유로(240), 냉각수토출유로(212)를 차례로 지나면서 응축기(200) 내부로 유입된 냉매와 열교환을 한 후 다시 냉각수토출튜브(222)를 지나 냉각수유닛(600)으로 유입된다.
한편, 응축기(200)에서 열교환을 통해 냉매의 열을 흡수한 냉각수는 냉각수유닛(600)에서 공냉시킬 수 있다. 냉각수유닛(600)은 본체부(630)와 냉각수토출튜브(222)를 통해 열을 흡수한 냉각수가 유입되는 입구인 냉각수유입관(610)과 냉각수유닛(600) 내부에서 냉각된 후 냉각수가 배출되는 출구인 냉각수토출관(620)으로 구성된다.
냉각수유닛(600)은 본체부(630) 내부로 유입된 냉각수를 냉각시키기 위해 공기를 이용할 수 있다. 구체적으로 본체부(630)는 공기의 흐름을 발생시키는 팬이 구비되고 공기가 토출되는 공기토출구(631)와 본체부(630) 내부로 공기를 유입되는 입구에 해당하는 공기흡입구(632)로 구성된다.
공기토출구(631)에서 열교환을 마치고 토출되는 공기는 난방에 이용될 수 있다. 응축기(200)에서 열교환을 마친 냉매는 응축되어 응축공간(230) 하부에 고이게 된다. 고인 냉매는 응축공간(230) 내부에 구비된 냉매박스(250)로 유입된 후 팽창기(300)로 흘러간다.
냉매박스(250)는 냉매유입구(251)로 유입되며, 유입된 냉매는 증발기연결유로(260)로 토출된다. 증발기연결유로(260)는 증발기연결유로유입구 (261)를 포함하며, 증발기연결유로유입구(261)는 냉매박스(250)의 하부에 위치할 수 있다.
증발기(400)는 팽창기(300)에서 팽창된 냉매와 냉수 사이에 열교환이 일어나는 증발공간(430)을 포함한다. 증발기연결유로(260)에서 팽창기(300)를 통과한 냉매는 증발기(400) 내부에 구비된 냉매분사장치(450)와 연결되며, 냉매분사장치(450)에 구비된 냉매분사홀(451)을 지나 증발기(400) 내부로 골고루 퍼지게 된다.
또한 증발기(400) 내부에는 증발기(400) 내부로 냉수가 유입되는 냉수유입유로(411)와 증발기(400) 외부로 냉수가 토출되는 냉수토출유로(412)를 포함하는 냉수유로(410)가 구비된다.
냉수는 증발기(400) 외부에 구비된 냉각탑(500)과 연통된 냉수튜브(420)를 통해 유입되거나 토출된다. 냉수튜브(420)는 냉각탑(500) 내부의 냉수가 증발기(400)로 향하는 통로인 냉수유입튜브(421)와 증발기(400)에서 열교환을 마친 냉수가 냉각탑(500)으로 향하는 통로인 냉수토출튜브(422)로 구성된다. 즉, 냉수유입튜브(421)는 냉수유입유로(411)와 연통되고 냉수토출튜브(422)는 냉수토출유로(412)와 연통된다.
냉수의 흐름을 살펴보면, 냉각탑(500), 냉수유입튜브(421), 냉수유입유로(411)를 거쳐 증발기(400)의 내부 일단 또는 증발기(400)의 외부에 구비된 냉수연결유로(440)를 통과한 후, 냉수토출유로(412), 냉수토출튜브(422)를 거쳐 냉각탑(500)으로 다시 유입된다.
냉각탑(500)은 냉매를 통해 냉수를 냉각시킨다. 냉각된 냉수는 냉각탑(500) 내에서 공기의 열을 흡수하여 실내 냉방을 가능하게 한다. 냉각탑(500)은 냉수유입튜브(421)과 연통되는 냉수토출관(520)과 냉수토출튜브(422)와 연통되는 냉수유입관(510)을 포함한다. 증발기(400)에서 열교환을 마친 냉매는 압축기(100)연결유로(460)를 통해 압축기(100)로 다시 유입된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(100)(일명, 터보 압축기)를 도시한 것이다.
도 2에 따른 압축기(100)는, 냉매를 축방향(Ax)으로 흡입하여 원심방향으로 압축하는 하나 이상의 임펠러(120), 임펠러(120) 및 임펠러(120)를 회전시키는 모터(130)가 연결된 회전축(110), 회전축(110)을 공중에서 회전 가능하도록 지지하는 다수개의 자기베어링(10)과 자기베어링(10)을 지지하는 베어링하우징(142)을 포함하는 베어링부(140), 회전축(110)과의 거리를 감지하는 진동측정 센서(72) 및 회전축(110)이 축방향(Ax)으로 진동하는 것을 제한하는 트러스트 베어링(160)을 포함한다. 또한, 본 발명의 압축기(100)는 토출유로(150)의 진동 주파수를 측정하는 진동측정 센서(72)를 더 포함할 수 있다.
임펠러(120)는 1단 또는 2단으로 이루어진 것이 일반적이며 다수개의 단으로 이루어져도 무방하다. 회전축(110)에 의해 회전을 하며, 축방향(Ax)으로 유입된 냉매를 원심방향으로 회전에 의해 압축을 함으로써 냉매를 고압으로 만드는 역할을 한다.
모터(130)는 회전축(110)과 별도의 회전축(110)을 가지고 벨트(미도시)에 의해 회전력을 회전축(110)으로 전달하는 구조를 가질 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예의 경우, 모터(130)는 스테이터(미도시) 및 로터(112)로 구성되어 회전축(110)을 회전시킨다.
회전축(110)은 임펠러(120) 및 모터(130)와 연결된다. 회전축(110)은 도 2의 좌우 방향으로 연장된다. 이하, 회전축(110)의 축방향(Ax)은 좌우 방향을 의미한다. 회전축(110)은 자기베어링(10) 및 트러스트 베어링(160)의 자기력에 의해 움직일 수 있도록 금속을 포함하는 것이 바람직하다.
트러스트 베어링(160)에 의회 회전축(110)읜 축방향(Ax)(좌우방향)의 진동을 방지하기 위해, 회전축(110)이 축방향(Ax)과 수직한 면에서 일정한 면적을 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 회전축(110)은 트러스트 베어링(160)의 자기력에 의해 회전축(110)을 이동시킬 수 있는 충분한 자기력을 제공하는 회전축(110)날개(111)를 더 포함할 수 있다. 회전축(110)날개(111)는 축방향(Ax)에 수직한 면에서 회전축(110)의 단면적 보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 회전축(110)날개(111)는 회전축(110)의 반경 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
트러스트 베어링(160)은 도체로 구성되며 코일이 권선되어 있다. 권선된 코일에 흐르는 전류에 의해 자석과 같은 역할을 한다. 트러스트 베어링(160)은 회전축(110)의 회전 반경 방향으로 연장되어 구비되는 회전축(110)날개(111)에 인접하도록 구비된다.
자기베어링(10)은 회전축(110)의 축 방향과 교차되는 반경 방향에서 회전축(110)을 지지한다. 자기베어링(10)은 도체로 구성되며 코일이 권선되어 있다. 권선된 코일에 흐르는 전류에 의해 자석과 같은 역할을 한다.
자기베어링(10)은 회전축(110)이 공중에 부양된 상태에서 마찰 없이 회전할 수 있도록 한다. 이를 위해 자기베어링(10)은 회전축(110)을 중심으로 적어도 3개 이상이 코일이 구비되어야 하며, 각각의 코일은 회전축(110)을 중심으로 균형을 이루어 설치되어야 한다.
각각의 코일에 의해 생성된 자기력에 의해 회전축(110)이 공중에 부양하게 된다. 공중에 회전축(110)이 부양되어 회전함으로 인해, 기존에 베어링이 구비된 종래 발명과 달리 마찰로 인해 손실되는 에너지가 줄어들게 된다.
한편, 압축기(100)는 자기베어링(10)을 지지하는 베어링하우징(142)을 더 구비할 수 있다.
냉매의 흐름을 살펴보면, 압축기(100)연결유로(460)를 통해 압축기(100) 내부로 유입된 냉매가 임펠러(120)의 작용으로 원주 방면으로 압축된 후 토출유로(150)(150)로 토출된다. 압축기(100)연결유로(460)는 임펠러(120)의 회전 방향 과 수직인 방향으로 냉매가 유입될 수 있도록 압축기(100)와 연결된다.
트러스트 베어링(160)은 회전축(110)이 축방향(Ax)의 진동으로 이동하는 것을 제한하고, 서지 발생시에 회전축(110)이 임펠러(120) 방향으로 이동하면서, 압축기(100)의 다른 구성과 회전축(110)의 출동하게 되는 것을 방지한다.
구체적으로, 트러스트 베어링(160)은, 제1트러스트베어링(161)과 제2트러스트베어링(162)으로 구성되며 회전축(110)날개(111)를 회전축(110)의 축방향(Ax)으로 감싸도록 배치된다. 즉, 회전축(110)의 축방향(Ax)으로 제1트러스트베어링(161), 회전축(110)날개(111), 제2트러스트베어링(162)의 순서로 배치된다.
더욱 구체적으로, 제2 트러스트 베어링(162)은 제1 트러스트 베어링(161) 보다 임펠러(120)에 인접하게 위치되고, 제1 트러스트 베어링(161)은 제2 트러스트 베러링 보다 임펠러(120)에서 멀게 위치되고, 제1 트러스트 베어링(161)과 제2 트러스트 베어링(162) 사이에 회전축(110)의 적어도 일부가 위치된다. 바람직하게는, 제1 트러스트 베어링(161)과 제2 트러스트 베어링(162) 사이에 회전축(110)날개(111)가 위치된다.
따라서 제1트러스트베어링(161)과 제2트러스트베어링(162)은 넓은 면적을 가지는 회전축(110)날개(111)와 자기력의 작동에 의해 회전축(110)이 회전축(110) 방향으로 진동하는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
진동측정 센서(72)는 회전축(110)의 축방향(Ax)(좌우방향) 움직임을 측정한다. 물론, 진동측정 센서(72)는 회전축(110)의 상하방향(축방향(Ax)과 직교하는 방향) 움직임을 측정할 수 있다. 물론, 진동측정 센서(72)는 다수의 진동측정 센서(72)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 진동측정 센서(72)는 회전축(110)의 상하 방향 움직임을 측정하는 제1 갭센서(710)와 회전축(110)의 좌우 방향 움직임을 측정하는 제2갭센서(720)로 구성된다. 제2 갭센서(720)는 회전축(110)의 축방향(Ax)의 일단에서 축방향(Ax)으로 이격되어 배치될 수 있다.
토출유로(150)는 임펠러에서 압축된 냉매가 토출된다. 진동측정 센서(72)는 토출유로(150)의 진동 주파수를 측정하고, 진동 주파수 값을 제어부(700) 또는 저장부(740)에 제공한다. 진동측정 센서(72)는 토출유로(150)에 인접하게 설치될 수 있다. 진동측정 센서(72)는 가속도계를 이용하여 토출유로(150)의 진동을 계측하거나 기타 다양한 방법을 사용하여 토출유로(150)의 진동을 계측한다.
본 발명은 서지가 발생하는 경우, 이미 압축기(100)에 손상이 가해지므로, 압축기(100)의 서지가 발생 전에 미리 이를 파악하고, 서지 발생 전 단계에서 서지를 예방하는 것이다.
토출유로(150)의 진동수를 감지하면, 회전축(110)의 진동을 감지하는 것 보다 계측이 유리하고, 장비의 추가 설치가 편한 이점이 존재한다.
도 3을 참조하면, 본 발명은 진동측정 센서(72)에서 측정된 진동 주파수를 바탕으로 서지회피 운전을 실행하는 제어부(700)를 더 포함할 수 있다.
제어부(700)는 진동측정 센서(72)와 자기베어링(10), 모터(130) 및 트러스트 베어링(160)에 인가되는 전류의 크기를 증폭시키는 전력증폭기(730)을 제어한다.
전력증폭기(730)를 제어하여 자기베어링(10), 모터(130) 및 트러스트 베어링(160)에 인가되는 전류의 크기를 조절하고, 진동측정 센서(72)를 이용하여 전류의 크기 변화에 따라 회전축(110)의 위치 변화를 파악할 수 있다.
진동측정 센서(72)에서 측정된 값은 저장부(740)에 저장된다. 기준 위치(C0), 정상 위치 범위(-C1~+C1), 편심 위치 등의 데이터를 미리 저장부(740)에 저장시켜 놓을 수 있다. 향후 서지 발생 조건을 판단할 때 측정된 값과 저장부(740)에 저장된 값을 서로 비교하여 서지회피 운전을 할지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(700)는 진동 주파수가 정상 진동 주파수 범위를 벗어났다고 판단되는 경우 서지회피 운전을 실행한다.
압축기(100)에서 발생하는 서지는 대부분 유동박리가 성장하여 발생하는 로테이션 스톨에 의한 것이다. 마그네틱 베어링은 축을 위치를 제어하기 때문에 시스템에 영향이 없을 정도의 극부의 기간 동안 축을 흔들 수 있고, 인버터 제품은 압축기(100)의 회전수를 제어하는 방식으로 로테이션 스톨이 발생하기 전에 유동박리를 관리할 수 있다면 서지를 회피하면서 운전이 가능하다.
유동박리는 냉매 유로를 막는 방향으로 성장하기 때문에 토출유로(150)의 진동성분을 분석하면 BPF(Blade Passing Frequency) 값의 변화로 유동박리가 성장하는지 확인이 가능하다. 본 발명은 유동박리의 성장을 관측하고 제어를 통해 유동박리를 털어냄으로써 서지를 회피한다. BPF는 블레이드 날개 수와 현재 모터(130)의 운전 주파수의 곱으로 정의될 수 있다.
여기서, 정상 진동 주파수는 실험적으로 정해진 값일 수 있다. 다른 예로, 제어부(700)는 토출유로(150)의 진동 주파수가 BPF 값 보다 낮은 경우, 정상 진동 주파수 범위를 벗어났다고 판단할 수 있다. 또 다른 예로, 제어부(700)는 토출유로(150)의 진동 주파수가 BPF 값 보다 낮은 상태가 일정 시간 계속되는 경우, 정상 진동 주파수 범위를 벗어났다고 판단할 수 있다.
이하, 증발기(400)에서 팽창된 냉매와 냉수 사이의 열교환을 통해 냉수를 냉각하는 냉각탑(500)에 대해 상술한다.
본 발명은 냉각탑(500)이 여름을 제외한 계절에 운전되지 않고 옥외에 방치되는 문제점을 해결하기 위해, 냉각탑(500)의 비 운전 기간 동안 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로 재활용하는 것을 특징으로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑(500)은 급기영역(S10) 및 배기영역(S20)과 열교환영역(S30)을 형성하는 케이싱(530), 급기영역(S10)과 연통되되, 케이싱(530)에 형성된 급기구(502), 배기영역(S20)과 연통되되, 케이싱(530)에 형성된 배기구(504), 열교환영역(S30)에 배치되는 열교환부 및 급기영역(S10)과 배기영역(S20)에 유동력을 제공하고 외력에 의해 발전하는 송풍 발전 유닛(530)을 포함한다.
본 발명의 냉각탑(500)은 대향류형 흡입통풍식 인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
케이싱(530)은 급기영역(S10), 배기영역(S20) 및 열교환영역(S30)을 형성한다. 즉, 케이싱(530)은 내부에 급기영역(S10), 배기영역(S20) 및 열교환영역(S30)을 형성한다. 케이싱(530)은 원통 형상인 것이 보통이다.
케이싱(530)에는 급기구(502)와, 배기구(504)가 형성된다. 급기구(502)는 외부에서 외기가 케이싱(530)의 내부로 유입되는 공간이다. 급기구(502)는 급기영역(S10)과 연통된다. 급기구(502)는 케이싱(530)의 측부에 케이싱(530)의 원주를 따라 형성된 홀인 것이 바람직하다. 급기구(502)에는 급기루버(203)가 구비될 수도 있다.
배기구(504)는 배기영역(S20)과 연통된다. 배기구(504)는 케이싱(530)의 상부에 형성된 홀인 것이 바람직하다. 배기구(504)에는 배기토출부(505)가 설치될 수 있다. 배기토출부(505)는 배기구(504)를 통해 배출되는 공기를 가이드하고, 송풍팬(540)이 설치되는 공간을 제공할 수 있다. 물론, 배기토출부(505)는 실시예에 따라 생략될 수도 있다.
급기구(502)와 배기구(504)는 수평방향으로 동일 높이에 설치될 수도 있지만, 배기구(504)는 급기구(502) 보다 높게 설치되는 것이 바람직하다. 급기에서 들어온 차가운 외기가 케이싱(530)의 내부에서 가열되어서 자연스럽게 대류에 의해 상승하여 배기구(504)로 배출되게 되므로, 송풍팬(540)의 부담을 줄일 수 있다.
급기영역(S10)과 배기영역(S20) 사이에는 열교환영역(S30)에 배치된다. 즉, 급기영역(S10)과 배기영역(S20) 사이의 케이싱(530)의 내부 공간을 열교환영역(S30)으로 정의할 수 있다. 열교환영역(S30)에는 열교환기가 배치된다.
열교환기는 다양한 방식의 열교환기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 열교환기는 충진재로 이루어지는 대향류형 열교환부(506)와, 열교환부(506)의 상부에 배치되어 열교환부(506)로 냉각수를 살수하며 고온의 냉각수를 안내하는 냉각유체유입구(511)가 구비되는 살수주관(미부호)과, 살수주관(미부호)에 결합되는 다수의 분기관(미부호)과, 분기관(미부호)에 결합되는 다수의 살수노즐(미부호)로 구성되는 살수부(508)와, 살수부(508)의 상부에 마련되는 엘리미네이터(507)를 포함할 수 있다.
케이싱(530)에는 열교환부(506)의 하부에 구비되는 집수조(515)와, 집수조 (215)에 연결되어 냉각된 냉각수를 유출하는 냉각유체유출구(512)가 형성될 수 있다.
송풍 발전 유닛(530)은 급기영역(S10)과 배기영역(S20)에 유동력을 제공하고 외력에 의해 발전한다.
송풍 발전 유닛(530)은 송풍팬(540)과, 송풍팬(540)이 결합되는 회전축(532)과, 회전축(532)을 회전시키거나, 회전축(532)의 회전에 의해 발전하는 발전기 모터(538)를 포함할 수 있다.
발전기 모터(538)는 회전축(532)이 외력에 의해 회전되면 전기 에너지를 생성하고, 전기가 공급되면 회전축(532)을 회전시킬 수 있다. 발전기 모터(538)는 MG모터를 포함할 수 있다.
발전기 모터(538)와 송풍팬(540)은 축결합되거나, 별도의 다른 축을 이용하여 벨트(535)에 의해 결합될 수도 있다.
도 4의 실시예는 발전기 모터(538)와 송풍팬(540)이 서로 다른 축을 가지고 벨트(535)에 의해 회전력을 전달받는 구조를 예시하고 있다.
구체적으로, 송풍 발전 유닛(530)은 발전기 모터(538)에 축 결합된 제1 풀리(536), 회전축(532)에 축 결합된 제2 풀리(534) 및 제1 풀리(536)와 제2 풀리(534)에 결합되어 제1 풀리(536)와 제2 풀리(534) 사이에 회전력을 전달하는 벨트(535)를 더 포함할 수 있다. 제1 풀리(536)는 발전기 모터(538)의 구동축(537)에 축결합된다. 구동축(537)과 회전축(532)은 수직 방향과 나란하게 배치될 수 있다.
제1 풀리(536), 제2 풀리(534) 및 제2 결합부(532b)는 케이싱(530)의 외부에 위치될 수 있다. 회전축(532)의 일부는 케이싱(530)의 내부에 위치되고, 회전축(532)의 다른 일부는 케이싱(530)의 외부에 위치될 수 있다. 송풍팬(540)은 케이싱(530)의 내부에 위치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 회전축(532)은 송풍팬(540)이 결합되는 결합부를 가지고, 상하 방향으로 나란하게 배치된다. 회전축(532)의 일부는 케이싱(530)의 내부에 위치되고, 회전축(532)의 다른 일부는 케이싱(530)의 외부에 위치된다. 회전축(532)이 상항 방향으로 배치되면, 냉각탑(500)의 비운전기간에 송풍팬(540)의 위치를 최대한 높게 하여서 풍력 에너지를 최대로 활용할 수 있기 때문이다.
회전축(532)은 케이싱(530)에 회전 가능하게 결합된다. 구체적으로, 회전축(532)은 케이싱(530)에서 연장된 아암(531)에 의해 지지될 수 있다. 물론, 아암(531)는 베어링(505)이 결합되고, 베어링(505)에 회전축(532)이 결합될 수 있다.
회전축(532)은 송풍팬(540)이 결합되는 제1 결합부(532a)와 제2 결합부(532b)가 형성된다. 제1 결합부(532a)와 제2 결합부(532b)는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어 제1 결합부(532a)와 제2 결합부(532b)는 송풍팬(540)의 허브(542)가 결합되는 구조거나, 송풍팬(540)의 블레이드(541) 직접 결합되는 구조일 수 있다.
구체적으로, 제1 결합부(532a)와 제2 결합부(532b)는 송풍팬(540)이 결합되는 결합홈일 수 있다. 결함홈은 송풍팬(540)의 허브(542) 또는 각 블레이드(541)가 억지끼움되는 공간일 수 있다.
또 다른 예로, 제1 결합부(532a)와 제2 결합부(532b)는 송풍팬(540)을 관통한 팬 체결부재(539)가 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다. 이 때, 결합홈의 내부에는 나사홈이 형성될 수 있다.
제1 결합부(532a)는 냉각탑(500)이 냉매를 냉각할 때 송풍팬(540)이 결합되는 부위고, 제2 결합부(532b)는 냉각탑(500)이 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환할 때 송풍팬(540)이 결합되는 부위다.
제1 결합부(532a)는 케이싱(530)의 내부에 위치되고, 제2 결합부(532b)는 케이싱(530)의 외부에 위치될 수 있다. 제1 결합부(532a)는 배기구(504) 내에 배치되거나, 배기토출부(505) 내에 위치될 수 있다.
제2 결합부(532b)는 제1 결합부(532a) 보다 높게 위치될 수 있다. 제2 결합부(532b)는 배기구(504)의 상부에 배기구(504)와 수직적으로 중첩되게 위치되는 것이 바람직하다.
제1 풀리(536) 및 제2 풀리(534)의 높이는 제1 결합부(532a) 및 제2 결합부(532b) 보다 높을 수 있다.
제1 결합부(532a)는 케이싱(530)의 내부에 위치되고, 제1 풀리(536), 제2 풀리(534) 및 제2 결합부(532b)는 케이싱(530)의 외부에 위치되면, 기존의 냉각탑(500)의 구조를 변경하지 않으므로, 냉각탑(500)의 유동력, 냉각성능, 송풍팬(540)의 크기 등을 변형하지 않는 장점이 존재한다.
송풍팬(540)은 열교환기에서 열교환이 필요할 때 제1 결합부(532a)에 결합되고, 열교환기에서 열교환이 필요하지 않을 때, 제2 결합부(532b)에 결합된다.
구체적으로, 도 5b에서 도시하는 바와 같이, 송풍팬(540)은 열교환기에서 열교환이 필요할 때 제1 결합부(532a)에 결합된다. 도 5c에서 도시하는 바와 같이, 송풍팬(540)은 열교환기에서 열교환이 필요하지 않을 때(전기 에너지가 필요할 때), 제2 결합부(532b)에 결합된다.
송풍팬(540)은 회전축(532)의 제1 결합부(532a) 또는 제2 결합부(532b)에 선택적으로 결합되는 허브(542) 및 허브(542)에 결합되어 유동력을 발생하는 복수의 블레이드(541)를 포함할 수 있다.
허브(542)는 회전축(532)에 축결합되고, 회전축(532) 보다 확장된 직경을 가진다. 각 블레이드(541)는 허브(542)의 원주를 따라 배치된다. 블레이드(541)는 회전축(532)을 중심으로 회전되어서, 축 방향으로 유동력을 생성한다.
또한, 송풍팬(540)은 허브(542)를 관통하여 제1 결합부(532a) 또는 제2 결합부(532b)에 체결되는 팬 체결부재(539)를 더 포함할 수 있다.
송풍팬(540)의 위치를 이동할 때 허브(542)만 결합을 해제하여 다시 결합하면 되기 때문에, 상술한 구조는 각 블레이드(541)가 회전축(532)에 직접 결합되는 것 보다 편리한 이점이 있다.
송풍팬(540)이 수직 위치만 변경되게 되면, 블레이드(541)가 회전축(532)과 나란한 상항 방향으로 유동력을 제공하게 형성되므로, 풍력 에너지로 발전하는 효율이 저하될 수 있다.
즉, 냉각탑(500)에 상부에서 상하 방향으로 바람이 부는 확률보다 수평방향으로 바람이 불 확률이 높기 때문에, 송풍팬(540)이 제2 결합부(532b)로 이동하더라고 발전 효율이 낮을 수 있다.
이하, 상술한 문제점을 개선하기 위한, 송풍팬(540)의 구조를 도 6을 참조하여 설명한다. 물론, 본 발명은 도 6의 송풍팬(540)의 구조를 제외한 구성은 도 4, 8 및 9 중 어느 하나일 수 있다.
도 6a를 참조하면, 송풍팬(540B)은 회전축(532)의 제1 결합부(532a) 또는 제2 결합부(532b)에 선택적으로 결합되고, 복수의 핀 결합부(543)를 가지는 허브(542)와 유동력을 발생하는 복수의 블레이드(541)와, 각 블레이드(541)의 일단에 연결되고, 핀 결합부(543)에 결합되는 체결핀(544)을 포함한다.
핀 결합부(543)는 허브(542)의 원주면에서 중심축 방향으로 함몰된 홈이거나, 홀일 수 있다. 핀 결합부(543)는 회전축(532)과 수직인 수평면과 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 핀 결합부(543)는 회전축(532)을 향한 방향을 축으로 한 원주를 따라 적어도 4면을 가질 수 있다. 위의 4면의 폭과 길이는 모두 동일할 수 있다. 즉, 핀 결합부(543)는 회전축(532) 방향과 수직한 측방에서 볼 때, 사각형의 홈이 회전축(532)과 수직으로 교차하는 방향으로 연장된 형상이다. 물론, 핀 결합부(543)는 4면 이상을 가질 수도 있다. 즉, 핀 결합부(543)는 체결핀(544)과 대응되는 면수를 가지는 홈으로 정의될 수 있다.
체결핀(544)은 핀 결합부(543)와 대응되는 면수 가질 수 있다. 체결핀(544)은 체결핀(544)의 길이 방향을 축으로 한 원주를 따라 적어도 4면을 가질 수 있다. 체결핀(544)은 블레이드(541)의 길이방향과 나란하게 형성될 수 있다.
체결핀(544)과, 핀 결합부(543)가 사각형상을 가지면, 체결핀(544)이 핀 결합부(543)에 결합될 때, 결합각도가 조절될 수 있고, 날개의 각도를 수평 및 수직 방향으로 전환이 용이하다.
송풍팬(540)이 제2 결합부(532b)에 결합 될 때, 각 블레이드(541)의 수평면적은 각 블레이드(541)의 수직면적 보다 작다. 여기서, 수평면적은 블레이드(541)를 수평방향에서 바라봤을 때 보이는 면적을 의미하고, 수직면적은 블레이드(541)를 상부방향 또는 하부방향에서 바라봤을 때 보이는 면적을 의미한다.
즉, 도 6b에서 송풍팬(540)이 제1 결합부(532a)에 결합 될 때, 각 블레이드(541)의 리딩 엣지와 트레일링 엣지를 연결한 날개면이 수평방향과 이루는 각도는 날개면이 수직방향과 이루는 각도 보다 작을 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 체결핀(544)과 핀 결합부(543)와 스크류 등의 홀더(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
도 6c에서 도시된 바와 같이, 송풍팬(540)이 제2 결합부(532b)에 결합 될 때, 각 블레이드(541)의 리딩 엣지와 트레일링 엣지를 연결한 날개면이 수평방향과 이루는 각도는 날개면이 수직방향과 이루는 각도 보다 클 수 있다.
블레이드(541)의 각도를 좀더 세밀하게 조절할 수 있는 송풍팬(540)의 구조를 도 7을 참조하여 설명한다. 물론, 본 발명은 도 7의 송풍팬(540)의 구조를 제외한 구성은 도 4, 8 및 9 중 어느 하나일 수 있다.
도 7a를 참조하면, 송풍팬(540C)은 회전축(532)의 제1 결합부(532a) 또는 제2 결합부(532b)에 선택적으로 결합되고, 복수의 핀 결합부(543)를 가지는 허브(542)와 유동력을 발생하는 복수의 블레이드(541)를 포함한다.
허브(542)는 복수의 삽입홈(549)을 더 포함하고, 각 블레이드(541)에는 삽입홈(549)에 삽입되는 적어도 2개의 핀을 포함할 수 있다.
복수의 삽입홈(549)은 허브(542)에 회전축(532)과 교차되는 방향을 임의의 축으로 하는 원주를 따라 서로 이격되어 배열될 수 있다. 복수의 삽입홈(549)은 허브(542)의 원주면에서, 회전축(532)과 수직방향으로 교차하는 임의의 축을 중심으로 하는 원 궤도 상에 동일한 피치(Pitch)로 배열된다. 동일한 축을 중심으로 배열되는 복수의 삽입홈(549)을 하나의 삽입홈군(545)으로 정의할 수 있다. 복수의 삽입홈군(545a, 545b, 545c)는 허브(542)의 원주면을 따라 배열될 수 있다.
적어도 2개의 삽입핀은 각 블레이드(541)의 일단에 형성된다. 2개의 삽입핀은 삽입홈(549)의 정의하는 윈주의 지름과 동일한 이격거리를 가지고 이격되며, 삽입홈(549)에 삽입된다. 즉, 2개의 삽입핀은 삽입홈군(545)에 블레이드(541)의 각도가 조절되며 결합될 수 있게 한다.
즉, 도 7b에서 송풍팬(540)이 제1 결합부(532a)에 결합 될 때, 각 블레이드(541)의 리딩 엣지와 트레일링 엣지를 연결한 날개면이 수평방향과 이루는 각도는 날개면이 수직방향과 이루는 각도 보다 작을 수 있다.
도 7c에서 도시된 바와 같이, 송풍팬(540)이 제2 결합부(532b)에 결합 될 때, 각 블레이드(541)의 리딩 엣지와 트레일링 엣지를 연결한 날개면이 수평방향과 이루는 각도는 날개면이 수직방향과 이루는 각도 보다 클 수 있다.
이하, 발전기 모터(538)와 송풍팬(540)을 연결하는 벨트(535)의 위치가 변경된 구조에 대해 도 8을 참조하여 설명한다. 물론, 본 발명은 도 8의 제1 풀리(536)와 제2 풀리(534)의 위치를 제외한 구성은 도 4 내지 7 중 어느 하나일 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 풀리(536) 및 제2 풀리(534)의 높이는 제1 결합부(532a) 보다 높고, 제2 결합부(532b) 보다 낮을 수 있다. 제1 풀리(536)와 제2 풀리(534)가 회전축(532)에서 일측으로 치우쳐 배치되지 않으므로, 동력 전달에서 발생하는 진동 및 에너지 손실을 줄일 수 있다.
이하, 발전기 모터(538)와 송풍팬(540)이 직접 축 결합된 구조에 대해 도 9을 참조하여 설명한다. 물론, 본 발명은 도 9에서 설명하는 구성을 제외한 구성은 도 4 내지 7 중 어느 하나일 수 있다.
도 9를 참조하면, 발전기 모터(538)는 회전축(532)과 축 결합된다. 도 9의 실시예는 풀리와 벨트(535)를 생략할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 급기영역 및 배기영역과 열교환영역을 형성하는 케이싱;
    상기 급기영역과 연통되되, 상기 케이싱에 형성된 급기구;
    상기 배기영역과 연통되되, 상기 케이싱에 형성된 배기구;
    상기 열교환영역에 배치되는 열교환기; 및
    상기 급기영역과 상기 배기영역에 유동력을 제공하고 외력에 의해 발전하는 송풍 발전 유닛을 포함하고,
    상기 송풍 발전 유닛은,
    송풍팬;
    상기 송풍팬이 결합되는 제1 결합부와 제2 결합부를 가지는 회전축;
    상기 회전축을 회전시키거나, 상기 회전축의 회전에 의해 발전하는 발전기 모터를 포함하는 냉각탑.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 상기 케이싱의 내부에 위치되고,
    상기 제2 결합부는 상기 케이싱의 외부에 위치되는 냉각탑.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 제1 결합부 보다 높게 위치되는 냉각탑.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축은 상하 방향과 나란하게 배치되는 냉각탑.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전축의 일부는 상기 케이싱의 내부에 위치되고, 상기 회전축의 다른 일부는 상기 케이싱의 외부에 위치되는 냉각탑.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는 상기 송풍팬이 결합되는 결합홈을 포함하는 냉각탑.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는 상기 송풍팬을 관통한 팬 체결부재가 결합되는 결합홈을 포함하는 냉각탑.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발전기 모터는 상기 회전축과 축 결합되는 냉각탑.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발전기 모터에 축 결합된 제1 풀리;
    상기 회전축에 축 결합된 제2 풀리; 및
    상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리에 결합되어 상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리 사이에 회전력을 전달하는 벨트를 더 포함하는 냉각탑.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리의 높이는 상기 제1 결합부 및 상기 제2 결합부 보다 높은 냉각탑.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리의 높이는 상기 제1 결합부 보다 높고, 상기 제2 결합부 보다 낮은 냉각탑.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 상기 케이싱의 내부에 위치되고, 상기 제1 풀리, 상기 제2 풀리 및 상기 제2 결합부는 상기 케이싱의 외부에 위치되는 냉각탑.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 송풍팬은 상기 열교환기에서 열교환이 필요할 때 상기 제1 결합부에 결합되고, 상기 열교환기에서 열교환이 필요하지 않을 때, 상기 제2 결합부에 결합되는 냉각탑.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 송풍팬은,
    상기 회전축의 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부에 선택적으로 결합되고, 복수의 핀 결합부를 가지는 허브와
    유동력을 발생하는 복수의 블레이드와,
    각 블레이드의 일단에 연결되고, 상기 핀 결합부에 결합되는 체결핀을 포함하는 냉각탑.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 체결핀은 상기 체결핀의 길이 방향을 축으로 한 원주를 따라 적어도 4면을 가지고,
    상기 핀 결합부는 상기 체결핀과 대응되는 면수를 가지는 홈인 냉각탑.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 송풍팬이 상기 제2 결합부에 결합 될 때, 상기 각 블레이드의 수평면적은 상기 각 블레이드의 수직면적 보다 작은 냉각탑.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 송풍팬은,
    상기 회전축의 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부에 선택적으로 결합되는 허브; 및
    상기 허브에 결합되어 유동력을 발생하는 복수의 블레이드를 포함하는 냉각탑.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 송풍팬은 상기 허브를 관통하여 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부에 체결되는 팬 체결부재를 더 포함하는 냉각탑.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 허브는 회전축과 교차되는 방향을 임의의 축으로 하는 원주를 따라 서로 이격되어 배열된 복수의 삽입홈을 더 포함하고,
    상기 각 블레이드에는 상기 삽입홈의 정의하는 윈주의 지름과 동일한 이격거리를 가지고 이격되며, 상기 삽입홈에 삽입되는 적어도 2개의 삽입핀을 더 포함하는 냉각탑.
  20. 열교환영역을 형성하는 케이싱;
    상기 열교환영역에 배치되는 열교환기; 및
    상기 열교환영역에 유동력을 제공하고 외력에 의해 발전하는 송풍 발전 유닛을 포함하고,
    상기 송풍 발전 유닛은,
    송풍팬;
    상기 송풍팬이 결합되는 제1 결합부와 제2 결합부를 가지는 회전축; 및
    상기 회전축을 회전시키거나, 상기 회전축의 회전에 의해 발전하는 발전기 모터를 포함하는 냉각탑.
PCT/KR2021/005590 2020-05-11 2021-05-04 냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템 WO2021230553A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180034336.8A CN115516267A (zh) 2020-05-11 2021-05-04 冷却塔及包括其的冷却器系统
EP21803379.3A EP4151941A1 (en) 2020-05-11 2021-05-04 Cooling tower and chiller system comprising same
US17/924,611 US20230184219A1 (en) 2020-05-11 2021-05-04 Cooling tower and chiller system comprising same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200055940A KR20210137723A (ko) 2020-05-11 2020-05-11 냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템
KR10-2020-0055940 2020-05-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021230553A1 true WO2021230553A1 (ko) 2021-11-18

Family

ID=78524488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/005590 WO2021230553A1 (ko) 2020-05-11 2021-05-04 냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230184219A1 (ko)
EP (1) EP4151941A1 (ko)
KR (1) KR20210137723A (ko)
CN (1) CN115516267A (ko)
WO (1) WO2021230553A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337057A (zh) * 2022-01-20 2022-04-12 上海大速科技有限公司 一种低压大功率电机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006083923A (ja) 2004-09-15 2006-03-30 Boc Edwards Kk 磁気軸受装置及び該磁気軸受装置が搭載されたターボ分子ポンプ
JP2007100583A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Total Air Service Kk ハイブリッド風力発電システム
KR20100002479U (ko) * 2008-08-28 2010-03-10 송경애 배출공기로 재생에너지 전기를 생산하도록 풍력발전장치가일체된 풍력발전집진기.
KR101024826B1 (ko) * 2010-08-31 2011-03-25 주식회사 성지공조기술 냉각탑의 통풍풍력을 이용한 풍력 발전시스템
KR20110131466A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 서홍범 각도 조절이 용이한 축류 팬
KR20140083353A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 한라비스테온공조 주식회사 연료전지 차량의 전원 회생 장치 및 그 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006083923A (ja) 2004-09-15 2006-03-30 Boc Edwards Kk 磁気軸受装置及び該磁気軸受装置が搭載されたターボ分子ポンプ
JP2007100583A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Total Air Service Kk ハイブリッド風力発電システム
KR20100002479U (ko) * 2008-08-28 2010-03-10 송경애 배출공기로 재생에너지 전기를 생산하도록 풍력발전장치가일체된 풍력발전집진기.
KR20110131466A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 서홍범 각도 조절이 용이한 축류 팬
KR101024826B1 (ko) * 2010-08-31 2011-03-25 주식회사 성지공조기술 냉각탑의 통풍풍력을 이용한 풍력 발전시스템
KR20140083353A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 한라비스테온공조 주식회사 연료전지 차량의 전원 회생 장치 및 그 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337057A (zh) * 2022-01-20 2022-04-12 上海大速科技有限公司 一种低压大功率电机

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210137723A (ko) 2021-11-18
US20230184219A1 (en) 2023-06-15
CN115516267A (zh) 2022-12-23
EP4151941A1 (en) 2023-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017164586A1 (ko) 압축기용 냉각 장치
WO2021230553A1 (ko) 냉각탑 및 이를 포함하는 칠러 시스템
WO2017069472A1 (ko) 공기조화기 및 그 제어방법
WO2011062348A1 (en) Heat pump
WO2010126329A2 (ko) 공기조화기 및 그 운전 방법
WO2020060322A1 (en) Air conditioner
WO2022154340A1 (ko) 공기조화기
WO2016114557A1 (en) Air conditioning system
WO2010131874A2 (ko) 공기조화기 및 그 운전 방법
WO2016006872A1 (en) Chiller
WO2024106748A1 (ko) 연료전지 배열 활용 고효율 일체형 흡수식 냉방시스템
WO2018043797A1 (ko) 압축기 및 그것을 포함하는 칠러 시스템
WO2020197052A1 (en) Air conditioning apparatus
WO2022265140A1 (ko) 프리쿨링 냉동기를 구비한 데이터센터 국부 냉각시스템
WO2011062349A1 (ko) 히트 펌프
WO2020159175A1 (ko) 전열관 및 칠러용 열교환기
CN201682367U (zh) 一种用于风力发电机的冷却装置
WO2021101202A1 (en) Air conditioner
WO2015163621A1 (ko) 하이브리드형 히트펌프 장치
WO2020159176A1 (ko) 전열관 및 칠러용 열교환기
WO2020197063A1 (en) Air conditioning apparatus
WO2018235978A1 (ko) 외함구조체
US11162692B2 (en) Fan assembly for an HVAC unit
WO2024054100A2 (ko) 공기저항성을 감소시켜 효율을 향상시킨 인터쿨러, 이를 구비한 발전기용 엔진, 및 바이오가스 발전기
WO2018143708A1 (ko) 공기조화기의 실외기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21803379

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021803379

Country of ref document: EP

Effective date: 20221212