特開 2024-31739 伝熱管を含むチラー及び伝熱管の汚染度を判断するためのチラーの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024031739

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】伝熱管を含むチラー及び伝熱管の汚染度を判断するためのチラーの制御方法

(51)【国際特許分類】

   F25B 49/02 20060101AFI20240229BHJP

   F25B 39/04 20060101ALI20240229BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20240229BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20240229BHJP

   F28F 27/00 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

F25B49/02 570B

F25B39/04 J

F25B1/00 101Z

F28D7/16 A

F25B49/02 A

F25B1/00 399Y

F28F27/00 511K

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199980

(22)【出願日】2022-12-15

(31)【優先権主張番号】10-2022-0106373

(32)【優先日】2022-08-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】502032105

【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド

【氏名又は名称原語表記】ＬＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】１２８， Ｙｅｏｕｉ－ｄａｅｒｏ， Ｙｅｏｎｇｄｅｕｎｇｐｏ－ｇｕ， ０７３３６ Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100109841

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 健史

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】ユンジン キム

(72)【発明者】

【氏名】ジョンボム リ

(72)【発明者】

【氏名】ソルリ リュ

【テーマコード（参考）】

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L103AA31

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本発明は、伝熱管を含むチラー及び伝熱管の汚染度を判断するためのチラーの制御方法を提供する。
【解決手段】外気と熱交換する冷却水を貯蔵する冷却塔と、冷却塔から供給される冷却水が流れる伝熱管を含み、伝熱管の冷却水と熱交換する冷媒が流入する凝縮器と、凝縮器から冷却水を排出する冷却水流出配管に備えられ、排出される冷却水の温度を検出する冷却水出口温度センサーと、凝縮器の内部に備えられ、凝縮器の内部の冷媒圧力を検出する凝縮器圧力センサーと、冷却水出口温度センサーで検出された温度の値と凝縮器圧力センサーで検出された冷媒圧力の値から換算された冷媒温度値との差の値を計算することにより運転データを収集して、凝縮器の伝熱管で冷却水の異物が沈着する汚染度を認識するコントローラと、差の値に関する情報が予め設定された値を外れていると認識すると、汚染度に関する情報を出力するディスプレイ部と、を含むチラー。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外気と熱交換する冷却水を貯蔵する冷却塔と、
前記冷却塔から供給される冷却水が流れる伝熱管を含み、前記伝熱管の冷却水と熱交換する冷媒が流入する凝縮器と、
前記凝縮器から冷却水を排出する冷却水流出配管に備えられ、前記排出される冷却水の温度を検出する冷却水出口温度センサーと、
前記凝縮器の内部に備えられ、前記凝縮器の内部の冷媒圧力を検出する凝縮器圧力センサーと、
前記冷却水出口温度センサーで検出された温度の値と前記凝縮器圧力センサーで検出された冷媒圧力の値から換算された冷媒温度値との差の値を計算することにより運転データを収集して、前記凝縮器の伝熱管で冷却水の異物が沈着する汚染度を認識するコントローラと、
前記差の値に関する情報が予め設定された値を外れていると認識すると、前記汚染度に関する情報を出力するディスプレイ部と、を含むチラー。

【請求項2】

運転周期毎に前記差の値に関する情報をアップデートして格納するメモリ部をさらに含み、
前記コントローラは、前記メモリ部に格納される複数の運転周期毎の複数の差の値の平均値を計算する、請求項１に記載のチラー。

【請求項3】

前記コントローラは、
前記平均値が予め設定された第１設定値以上であると認識される回数が設定回数以上であると認識すると、前記伝熱管の汚染度に関する情報を前記ディスプレイ部に出力する、請求項２に記載のチラー。

【請求項4】

前記コントローラは、
前記複数の運転周期毎の前記平均値の変化量が第２設定値以上であると認識すると、前記伝熱管の汚染度に関する情報を前記ディスプレイ部に出力する、請求項２に記載のチラー。

【請求項5】

前記コントローラは、
前記汚染度を認識する過程で、予め設定されたイベントが発生すると、前記差の値を計算して運転データを収集するプロセスを中止する、請求項１に記載のチラー。

【請求項6】

前記凝縮器に貯蔵される冷媒の水位を検出する凝縮器レベルセンサーをさらに含み、
前記コントローラは、前記凝縮器レベルセンサーで検出された水位の値が設定値以上であると認識すると、前記運転データの収集を中止する、請求項５に記載のチラー。

【請求項7】

前記コントローラは、
前記冷却水出口温度センサーで検出された温度の値と前記凝縮器圧力センサーで換算された冷媒温度値との差の値が設定値以下であると認識すると、前記運転データの収集を中止する、請求項５に記載のチラー。

【請求項8】

前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧するための膨張装置と、
前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器を連結する連結配管に設置され、前記凝縮器の内部の冷媒を前記蒸発器へとバイパスするように開放されるホットガスバルブと、をさらに含む、請求項５に記載のチラー。

【請求項9】

前記コントローラは、
前記ホットガスバルブが開放されたと認識されると、前記運転データの収集を中止する、請求項８に記載のチラー。

【請求項10】

前記凝縮器に冷却水を流入させる冷却水流入配管に備えられ、前記流入する冷却水の温度を検出する冷却水入口温度センサーをさらに含み、
前記コントローラは、
前記凝縮器の入水温度と出水温度の差値が設定値以上になると認識すると、前記運転データの収集を中止する、請求項５に記載のチラー。

【請求項11】

前記凝縮器の伝熱管の両側に備えられ、冷却水が流れるフロー空間を提供するウォーターボックスをさらに含み、
前記冷却水流出配管は、前記ウォーターボックスに結合される、請求項１に記載のチラー。

【請求項12】

前記ウォーターボックスは、前記冷却水流出配管が結合される第１ウォーターボックスと、前記第１ウォーターボックスの反対側に提供される第２ウォーターボックスと、を含み、
前記第１ウォーターボックスの内部には、前記凝縮器の内部に冷却水を流入させるための第１空間と前記凝縮器で熱交換された冷却水を排出するための第２空間とを区画する区画板が提供される、請求項１１に記載のチラー。

【請求項13】

前記凝縮器の伝熱管は、分離板によって区画される第１伝熱管および第２伝熱管を含み、
前記分離板と前記凝縮器の両端の間には、前記第１伝熱管で熱交換された冷媒を前記第２伝熱管側にガイドするフローホールが形成される、請求項１に記載のチラー。

【請求項14】

前記凝縮器に冷媒を流入させるための冷媒流入部と、
前記凝縮器の内部に提供され、前記冷媒流入部に隣接して配置されて、前記冷媒流入部を介して流入した冷媒がぶつかるガイド板と、をさらに含む、請求項１に記載のチラー。

【請求項15】

チラーの制御方法であって、
前記チラーは、
外気と熱交換する冷却水を貯蔵する冷却塔と、
前記冷却塔から供給される冷却水が流れる伝熱管を含み、前記伝熱管の冷却水と熱交換する冷媒が流入する凝縮器と、
前記凝縮器から冷却水を排出する冷却水流出配管に備えられ、前記排出される冷却水の温度を検出する冷却水出口温度センサーと、
前記凝縮器の内部の冷媒圧力を検出する凝縮器圧力センサーと、
を含み、
前記チラーの制御方法は、
コントローラによって、前記冷却水出口温度センサーで検出された温度の値と前記凝縮器圧力センサーで検出された冷媒圧力の値から換算された冷媒温度値との差の値を計算することにより運転データを収集するステップと、
前記コントローラによって、前記差の値に関する情報が予め設定された値を外れていると認識すると、前記汚染度に関する情報をディスプレイ部に出力するステップと、を含むチラーの制御方法。

【請求項16】

前記チラーは、運転周期毎に前記差の値に関する情報をアップデートして格納するメモリ部をさらに含み、
前記コントローラは、前記メモリ部に格納される複数の運転周期毎の複数の差の値の平均値を計算する、請求項１５に記載のチラーの制御方法。

【請求項17】

前記コントローラは、
前記平均値が第１設定値以上であると認識される回数が設定回数以上であるか、または、前記複数の運転周期毎の前記平均値の変化量が第２設定値以上であると認識すると、前記伝熱管の汚染度に関する情報を前記ディスプレイ部に出力する、請求項１６に記載のチラーの制御方法。

【請求項18】

前記コントローラは、
前記汚染度を認識する過程で、予め設定されたイベントが発生すると、前記差の値を計算して運転データを収集するプロセスを中止し、
前記予め設定されたイベントは、
凝縮器レベルセンサーで検出された水位の値が設定値以上であると認識する第１イベントと、
前記冷却水出口温度センサーで検出された温度の値と前記凝縮器圧力センサーで換算された冷媒温度値との差の値が設定値以下であると認識する第２イベントと、
前記凝縮器の内部の冷媒を蒸発器へとバイパスするように開放されるホットガスバルブが開放されたと認識する第３イベントと、
前記凝縮器の入水温度と出水温度の差の値が設定値以上になると認識する第４イベントのうち少なくとも１つを含む、請求項１５に記載のチラーの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

伝熱管を含むチラー及び伝熱管の汚染度を判断するためのチラーの制御方法（a chiller including a heat transfer tube and a control method the same for determining the degree of contamination of the heat transfer tube）に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的に、チラーは、冷水を冷水需要先に供給するものとして、冷凍システムを循環する冷媒と、冷水需要先と冷凍システムの間を循環する冷水の間で熱交換が行われて、前記冷水を冷却させることを特徴とする。チラーは、大容量設備として、規模の大きい建物等に設置される。

【0003】

チラーは、冷却水を冷却するための冷却塔を含むことができる。冷却塔は、外部環境に露出される開放型冷却塔として提供され、冷却塔に貯蔵される冷却水は、外気との熱交換を通じて冷却される。

【0004】

冷却水の冷却過程で外部の異物が冷却塔に流入することがあり、前記異物は、チラーの熱交換器に流動して熱交換器内部の伝熱管にくっつくことになる。

【0005】

一方、冷却水は、冷却塔と凝縮器を循環する流体として、数十トン程度の大容量が必要となり、冷却水の蒸発過程で足りなくなった冷却水の量だけ持続的に供給する必要がある。従って、冷却水の投入費用が製造社の立場では大きな負担として作用し、これを解決するために、冷却水は相対的に安い工業用水を使用することになる。

【0006】

従って、前記工業用水自体の汚染程度によって、熱交換器の伝熱管には異物がくっつく可能性が高くなる。

【0007】

このように、伝熱管にくっつく異物によって熱交換器の熱交換性能が低下し、製品の信頼性を低下させることになる。

【0008】

これを解決するために、熱交換器の伝熱管は、洗浄が必須的である。ただし、熱交換器の伝熱管が、洗浄が必要であるほど汚染されているのか否かを確認することが容易ではない。

【0009】

最も確実な方法は、伝熱管内部の汚染状態を内視鏡等で確認することであるが、このような確認のためには、冷却塔と熱交換器を循環する大容量の冷却水を外部に捨てなければならない負担が伴う。

【0010】

従って、冷却水を捨てなくても熱交換器の汚染程度を比較的正確に判断し、伝熱管の洗浄が必要であると判断されると、ユーザに洗浄の知らせを提供する判断方法が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、このような問題点を解決するために提案されたものとして、伝熱管の汚染度を判断し、伝熱管を洗浄するのか否かに関する知らせを提供するチラーを提供することを目的とする。

【0012】

本発明は、伝熱管の汚染度を判断するための別途の部品を備えることなく、チラーの運転データを分析して前記汚染度を判断できるチラーを提供することを目的とする。

【0013】

本発明は、チラーのサイクル運転のために、既存に備えられるセンサーの感知値を認識し、認識されたデータを加工して熱交換器の性能因子を計算できる運転ロジックが備えられるチラーを提供することを目的とする。

【0014】

本発明は、チラーの運転中に認識される多数の運転データのうち、伝熱管の汚染度判断に使用できる特定データを選別的に抽出する運転ロジックが備えられるチラーを提供することを目的とする。

【0015】

前記特定データを選別するために、チラーのサイクル運転が安定化する時間を待機した後、運転データを抽出することができる。

【0016】

前記特定データを選別するために、凝縮器に備えられる凝縮器レベルセンサーの値が特定範囲に属する時に認識される運転データを抽出することができる。

【0017】

前記特定データを選別するために、凝縮器冷媒温度と冷却水出口温度の差値が設定範囲に属する時に認識される運転データを抽出することができる。

【0018】

前記特定データを選別するために、チラーに備えられるホットガスバルブがオフ状態である時に認識される運転データを抽出することができる。

【0019】

前記特定データを選別するために、冷却水出水温度と冷却水入水温度の差値が設定範囲に属する時に認識される運転データを抽出することができる。

【0020】

本発明は、長時間にわたって徐々に累積される伝熱管の異物を考慮する時、チラーの運転周期に応じて運転データを累積して貯蔵し、貯蔵された運転データを加工することにより汚染度の増加傾向を判断できるチラーを提供することを目的とする。

【0021】

前記運転周期に関連して、チラーがオフされた後オン作動した時、新たな運転周期が開始する。または１日以上チラーが継続してオン作動する場合には、１日のうち特定時点が経過する時、新たな運転周期が開始する。

【課題を解決するための手段】

【0022】

本発明の実施例は、冷却水が流動する伝熱管を有する凝縮器を含み、前記伝熱管の汚染度を認識するために凝縮器の冷媒温度及び冷却水の温度を感知するセンサーを含むことができる。

【0023】

前記センサーは、凝縮器を通過する冷媒の圧力を感知するための凝縮器圧力センサーを含むことができる。前記凝縮器圧力センサーで感知された圧力から飽和温度を計算することができ、前記計算された飽和温度が前記凝縮器の冷媒温度として認識される。

【0024】

前記センサーは、前記凝縮器から排出される冷却水の出水温度を感知するための冷却水出水温度センサーを含むことができる。

【0025】

前記凝縮器の冷媒温度と冷却水温度の差値に基づいて、伝熱管の汚染度を認識できるコントローラを含むことができる。前記温度の差値は、凝縮器の熱交換性能を示す因子を構成することができる。

【0026】

前記コントローラは、チラーが運転される期間の間、チラーの運転状態に応じて選別的に運転データを収集することができる。

【0027】

前記コントローラは、前記チラーがオン駆動された後、サイクルが安定化する時間が経過した後、前記センサーで感知されるデータを収集し、収集されたデータを通じて伝熱管の汚染度を判断することができる。

【0028】

一例として、前記サイクルが安定化する時間は、５～１０分の範囲で決定される時間値であってもよい。

【0029】

前記コントローラは、凝縮器に備えられる凝縮器レベルセンサーの値を認識し、前記認識された凝縮器の冷媒レベルに基づいて運転データを選別的に収集することができる。

【0030】

一例として、前記凝縮器の冷媒レベルが設定レベル以下である場合に運転データを収集し、設定レベル以上になる場合には運転データの収集を中止することができる。

【0031】

前記コントローラは、凝縮器冷媒温度と冷却水出口温度の差値を認識し、前記差値に基づいて運転データを選別的に収集することができる。

【0032】

一例として、前記差値が設定値以上である場合に運転データを収集し、設定値以下である場合には運転データの収集を中止することができる。

【0033】

前記コントローラは、チラーに備えられるホットガスバルブがオン開放またはオフ閉鎖であるのかを認識し、認識結果に基づいて運転データを選別的に収集することができる。

【0034】

一例として、前記ホットガスバルブがオフ閉鎖された場合に運転データを収集し、前記ホットガスバルブがオン開放された場合には運転データの収集を中止することができる。

【0035】

前記コントローラは、冷却水出水温度と冷却水入水温度の差値を認識し、前記差値に基づいて運転データを選別的に収集することができる。

【0036】

一例として、前記差値が設定値以内である時に運転データを収集し、設定値以上になると運転データの収集を中止することができる。

【0037】

前記コントローラは、チラーの運転周期別に、運転データを収集及びアップデートして、収集された運転データを加工して汚染度の増加傾向を判断することができる。前記運転データは、凝縮器の冷媒温度と冷却水の出水温度の差値に関するデータであってもよい。

【0038】

一例として、前記運転周期は、チラーのオフ以後オン駆動される時点を基準として区分されるか、１日以上運転が持続する場合、１日のうち特定時点を基準として区分されてもよい。

【0039】

前記コントローラは、多数の運転周期に対して収集された運転データの平均値を計算することができる。一例として、平均値は、各運転周期に対する平均値であってもよく、２つ以上の運転周期を統合した平均値であってもよい。

【0040】

単純な制御ロジックを具現するために、一例として、コントローラは１ヵ月に該当する多数の運転周期の平均値を計算することができる。

【0041】

前記コントローラは、前記計算された平均値の変化量を計算することができる。一例として、前記コントローラは、最初の１ヵ月に該当する運転データの第１平均値、その次の１ヵ月に該当する運転データの第２平均値、及びその後の１ヵ月に該当する運転データの第３平均値に基づいて、その変化量を計算することができる。

【0042】

一例として、このような平均値の変化量計算は、６ヵ月から１２ヵ月の間行われてもよい。

【0043】

前記コントローラは、前記平均値または前記平均値の変化量に基づいて凝縮器の伝熱管汚染度を認識することができる。

【0044】

一例として、前記平均値が予め設定された値以上であると認識される回数が設定回数以上である場合、または前記平均値の変化量が予め設定された値以上であると認識される場合、前記コントローラは、前記凝縮器の伝熱管に汚染度が深刻になったと認識することができる。

【0045】

この場合、前記コントローラは、伝熱管の洗浄に関する知らせをディスプレイ部を通じて出力することができる。

【0046】

一観点で、本発明の実施例に係るチラーは、外気と熱交換する冷却水を貯蔵する冷却塔と、前記の冷却塔から供給される冷却水が流動する伝熱管を含み、前記伝熱管の冷却水と熱交換する冷媒が流入する凝縮器と、前記凝縮器から冷却水を排出する冷却水流出配管に備えられ、前記排出される冷却水の温度を感知する冷却水出口温度センサーと、前記凝縮器の内部に備えられ、前記凝縮器内部の冷媒圧力を感知する凝縮器圧力センサーとを含むことができる。

【0047】

前記チラーは、前記凝縮器の伝熱管で冷却水の異物が沈着する汚染度を認識するように、前記冷却水出口温度センサーで感知される値と前記凝縮器圧力センサーで換算された冷媒温度値の差値を計算して運転データを収集するコントローラをさらに含むことができる。

【0048】

前記チラーは、前記差値に関する情報が設定された値をはずれると認識すると、前記汚染度に関する情報を出力するディスプレイ部をさらに含むことができる。

【0049】

運転周期別に前記差値に関する情報をアップデートして貯蔵するメモリ部をさらに含み、前記コントローラは、前記メモリ部に貯蔵される多数の運転周期別の差値の平均値を計算することができる。

【0050】

前記コントローラは、前記平均値が予め設定された第１設定値以上であると認識される回数が設定回数以上であると認識すると、前記伝熱管の汚染度に関する情報を前記ディスプレイ部に出力することができる。

【0051】

前記コントローラは、前記多数の運転周期別に前記平均値の変化量が第２設定値以上であると認識すると、前記伝熱管の汚染度に関する情報を前記ディスプレイ部に出力することができる。

【0052】

前記コントローラは、前記汚染度を認識する過程で、予め設定されたイベントが発生すると、前記差値を計算して運転データを収集するプロセスを中止することができる。

【0053】

前記凝縮器に貯蔵される冷媒の水位を感知する凝縮器レベルセンサーをさらに含み、前記コントローラは、前記凝縮器レベルセンサーで感知される値が設定値以上であると認識すると、前記運転データの収集を中止することができる。

【0054】

前記コントローラは、前記冷却水出口温度センサーで感知される値と前記凝縮器圧力センサーで換算された冷媒温度値の差値が設定値以下であると認識すると、前記運転データの収集を中止することができる。

【0055】

前記凝縮器で凝縮された冷媒を減圧するための膨張装置と、前記膨張装置で減圧された冷媒を蒸発する蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器を連結する連結配管に設置され、前記凝縮器内部の冷媒を前記蒸発器へとバイパスするように開放されるホットガスバルブとをさらに含むことができる。

【0056】

前記コントローラは、前記ホットガスバルブが開放されたと認識されると、前記運転データの収集を中止することができる。

【0057】

前記凝縮器に冷却水を流入させる冷却水流入配管に備えられ、前記流入する冷却水の温度を感知する冷却水入口温度センサーをさらに含み、前記コントローラは、前記凝縮器の入水温度と出水温度の差値が設定値以上になると認識すると、前記運転データの収集を中止することができる。

【0058】

前記凝縮器の伝熱管の両側に備えられ、冷却水の流動空間を提供するウォーターボックスをさらに含み、前記冷却水流出配管は、前記ウォーターボックスに結合される。

【0059】

前記凝縮器の伝熱管は、分離板によって区画される第１、２伝熱管を含み、前記分離板と前記凝縮器の両端の間には、前記第１伝熱管で熱交換された冷媒を前記第２伝熱管側にガイドする流動ホールが形成される。

【0060】

別の観点で、本発明の実施例に係るチラーの制御方法は、外気と熱交換する冷却水を貯蔵する冷却塔と、前記の冷却塔から供給される冷却水が流動する伝熱管を含み、前記伝熱管の冷却水と熱交換する冷媒が流入する凝縮器と、前記凝縮器から冷却水を排出する冷却水流出配管に備えられ、前記排出される冷却水の温度を感知する冷却水出口温度センサーと、前記凝縮器の内部に備えられ、前記凝縮器内部の冷媒圧力を感知する凝縮器圧力センサーとを含むチラーの制御方法に関するものである。

【0061】

前記制御方法は、コントローラが前記冷却水出口温度センサーで感知される値と前記凝縮器圧力センサーで換算された冷媒温度値の差値を計算して運転データを収集するステップを含むことができる。

【0062】

前記制御方法は、前記差値に関する情報が設定された値をはずれると認識すると、前記コントローラは、前記汚染度に関する情報をディスプレイ部に出力するステップをさらに含むことができる。

【0063】

前記チラーは、運転周期別に前記差値に関する情報をアップデートして貯蔵するメモリ部をさらに含み、前記コントローラは、前記メモリ部に貯蔵される多数の運転周期別の差値の平均値を計算することができる。

【0064】

前記平均値が第１設定値以上であると認識される回数が設定回数以上であるか、前記多数の運転周期別に前記平均値の変化量が第２設定値以上であると認識すると、前記伝熱管の汚染度に関する情報を前記ディスプレイ部に出力することができる。

【0065】

前記コントローラは、前記汚染度を認識する過程で、予め設定されたイベントが発生すると、前記差値を計算して運転データを収集するプロセスを中止することができる。

【0066】

前記予め設定されたイベントは、凝縮器レベルセンサーで感知される値が設定値以上であると認識する第１イベントと、前記冷却水出口温度センサーで感知される値と前記凝縮器圧力センサーで換算された冷媒温度値の差値が設定値以下であると認識する第２イベントと、前記凝縮器内部の冷媒を前記蒸発器へとバイパスするように開放されるホットガスバルブが開放されたと認識する第３イベントと、前記凝縮器の入水温度と出水温度の差値が設定値以上になると認識する第４イベントのうち少なくとも１つを含むことができる。

【発明の効果】

【0067】

本発明によれば、伝熱管の汚染度を判断し、伝熱管の洗浄するのか否かに関する知らせを提供できるので、チラーの効率的な管理が可能であり、チラーの運転性能を良好に維持することができる。

【0068】

本発明によれば、伝熱管の汚染度を判断するための別途の部品を備えることなく、チラーの運転データを分析して前記汚染度を判断できるので、経済性が改善される。

【0069】

本発明によれば、チラーのサイクル運転のために、既存に備えられるセンサーの感知値を認識し、認識されたデータを加工して熱交換器の性能因子を計算できる運転ロジックが備えられるので、単純な運転ロジックの具現が可能である。

【0070】

本発明によれば、チラーの運転中に認識される多数の運転データのうち、伝熱管の汚染度判断に使用できる特定データを選別的に抽出する運転ロジックが備えられるので、伝熱管の汚染度判断に関する正確性が向上する。

【0071】

即ち、チラーの運転後、常に伝熱管の汚染度を判断するための運転データを収集するのではなく、サイクル運転モードに応じて前記運転データが伝熱管の汚染度を反映できないイベントが発生する場合には運転データを収集しないことで、収集される運転データのエラーを防止することができる。

【0072】

本発明によれば、長時間にわたって徐々に累積される伝熱管の異物を考慮する時、チラーの運転周期に応じて運転データを累積して貯蔵し、貯蔵された運転データを加工して汚染度の増加傾向を判断できるので、チラーの持続的かつ効率的な管理が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0073】

【図1】図１は、本発明の実施例に係るチラーの構成を示す概略図である。

【図2】図２は、本発明の実施例に係るチラーの構成を示すサイクル図である。

【図3】図３は、本発明の実施例に係るチラーの一部構成を示す図面である。

【図4】図４は、本発明の実施例に係るチラーの凝縮器の内部構成を示す断面図である。

【図5】図５は、図４の５－５’に沿って切開した断面図である。

【図6】図６は、本発明の実施例に係るチラーの制御の構成を示すブロック図である。

【図7】図７は、本発明の実施例に係るチラーの制御方法を示すフローチャートである。

【図8】図８は、本発明の実施例に係るチラーの制御方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0074】

以下、本発明の一部実施例を例示的な図面を参照して詳細に説明する。各図面において、同じ構成要素に対しては同じ符号を付する。また、本発明の実施例の説明において、係る公知構成または機能に対する具体的な説明が、本発明の実施例の理解を妨害すると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

【0075】

また、本発明の実施例の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、(ａ)、(ｂ)等の用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該構成要素の本質または順序等が限定されるものではない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は他の構成要素に直接的に連結または接続される場合と、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」される場合を全て含む。

【0076】

図１は、本発明の実施例に係るチラーの構成を示す概略図であり、図２は、本発明の実施例に係るチラーの構成を示すサイクル図である。

【0077】

図１及び図２を参照すると、本発明の実施例に係るチラー１０は、冷凍サイクルが形成される冷却モジュール１００及び前記冷却モジュール１００に冷却水を供給する冷却塔２０を含むことができる。

【0078】

前記冷却塔２０は、外気に露出され、冷却塔２０に貯蔵される冷却水は、外気と熱交換して冷却される。前記冷却水は、外気と熱交換して蒸発することができ、蒸発過程で冷却される。

【0079】

前記冷却塔２０には、貯蔵された冷却水の水位を感知するフロースイッチが備えられ、蒸発によって冷却水の水位が低下すると、ポンプが作動して前記冷却塔２０に冷却水が補充される。

【0080】

前記冷却モジュール１００と熱交換される冷水は、需要先３０に供給される。前記需要先３０は、冷水を利用して空気調和を行う装置または空間であると理解することができる。

【0081】

前記冷却モジュール１００と冷却塔２０の間には、冷却水循環流路４０が提供される。前記冷却水循環流路４０は、冷却水が前記冷却塔２０と冷却モジュール１００の凝縮器１２０を循環するようにガイドする配管であると理解することができる。

【0082】

前記冷却水循環流路４０には、冷却水が前記凝縮器１２０に流入するようガイドする冷却水入水流路４２及び前記凝縮器１２０で加熱された冷却水が前記冷却塔２０に流動するようガイドする冷却水出水流路４４が含まれる。

【0083】

前記冷却水入水流路４２及び冷却水出水流路４４のうち少なくとも１つの流路には、冷却水流動のために駆動される冷却水ポンプ４６が提供される。一例として、図１には、前記冷却水入水流路４２に前記冷却水ポンプ４６が提供されるものと図示される。

【0084】

前記冷却水出水流路４４には、前記冷却塔２０に流入する冷却水の温度を感知する出水温度センサー４７が提供される。そして、前記冷却水入水流路４２には、前記冷却塔２０から吐出される冷却水の温度を感知する入水温度センサー４８が提供される。

【0085】

前記冷却モジュール１００と需要先３０の間には、冷水循環流路５０が提供される。前記冷水循環流路５０は、冷水が前記需要先３０と冷却モジュール１００の蒸発器１４０を循環するようにガイドする配管であると理解することができる。

【0086】

前記冷水循環流路５０には、冷水が前記蒸発器１２０に流入するようガイドする冷水入水流路５２及び前記蒸発器１４０から冷却された冷水が前記需要先３０に流動するようガイドする冷水出水流路５４が含まれる。

【0087】

前記冷水入水流路５２及び冷水出水流路５４のうち少なくとも１つの流路には、冷水の流動のために駆動される冷水ポンプ５６が提供される。一例として、図１には、前記冷水入水流路５２に前記冷水ポンプ５６が提供されるものと図示される。

【0088】

前記需要先３０は、空気を冷水と熱交換させる水冷式空調機であってもよい。

【0089】

一例として、前記需要先３０には、室内空気と室外空気を混合した後、混合空気を冷水と熱交換させて室内に吐出するエアハンドリングユニット(AHU：Air Handling Unit)、室内に設置され、室内空気を冷水と熱交換させた後、室内に吐出するファンコイルユニット(FCU：Fan Coil Unit)及び室内の床に埋設された床配管ユニットのうち少なくとも１つのユニットが含まれる。

【0090】

図１には、一例として、前記需要先３０がエアハンドリングユニットで構成されるものと図示される。

【0091】

詳しくは、前記エアハンドリングユニットには、ケーシング６１と、前記ケーシング６１の内部に設置され、冷水が通過する冷水コイル６２と、前記冷水コイル６２の両側に提供され、室内空気と室外空気を吸入して室内に送風する送風機６３、６４が含まれる。

【0092】

前記送風機６３、６４には、室内空気と室外空気が前記ケーシング６１の内部に吸入されるようにする第１送風機６３及び空調空気が前記ケーシング６１の外部に排出されるようにする第２送風機６４が含まれる。

【0093】

前記ケーシング６１には、室内空気吸入部６５と、室内空気排出部６６と、外気吸入部６７及び空調空気排出部６８が形成される。

【0094】

前記送風機６３、６４が駆動されると、室内から前記室内空気吸入部６５に吸入された空気の一部は室内空気排出部６６へと排出され、前記室内空気排出部６６へと排出されない残りは、前記外気吸入部６７に吸入された室外空気と混合されて冷水コイル６２と熱交換される。

【0095】

そして、前記冷水コイル６２と熱交換された(冷却された)混合空気は、前記空調空気排出部６８を通じて室内に吐出される。

【0096】

前記冷却モジュール１００には、冷媒を圧縮する圧縮機１１０と、前記圧縮機１１０で圧縮された高温高圧の冷媒が流入する凝縮器１２０と、前記凝縮器１２０で凝縮された冷媒を減圧させる膨張装置１３０及び前記膨張装置１３０で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器１４０が含まれる。

【0097】

前記膨張装置１３０は、一例として開度調節が可能な電子膨張バルブ(EEV)を含むことができる。

【0098】

前記冷却モジュール１００には、前記圧縮機１１０の入口側に提供され、前記蒸発器１４０から吐出された冷媒を前記圧縮機１１０にガイドする吸入配管１０１及び前記圧縮機１１０の出口側に提供され、前記圧縮機１１０から吐出された冷媒を前記凝縮器１２０にガイドする吐出配管１０２が含まれる。

【0099】

そして、前記蒸発器１４０と前記圧縮機１１０の間には、前記蒸発器１４０の内部に存在するオイルを前記圧縮機１１０の吸入側に案内するオイル回収配管１０８が提供される。

【0100】

前記凝縮器１２０と蒸発器１４０は、冷媒と水の間で熱交換が可能であるように、シェルアンドチューブ式(shell and tube)熱交換装置として構成される。

【0101】

詳しくは、前記凝縮器１２０には、外観を形成するシェル１２１と、前記シェル１２１の一側に形成され、前記圧縮機１１０で圧縮された冷媒が流入する冷媒流入部１２２及び前記シェル１２１の他側に形成され、前記凝縮器１２０で凝縮された冷媒流出部１２３が含まれる。前記シェル１２１は、略円筒状に形成される。

【0102】

前記凝縮器１２０には、前記シェル１２１の内部に提供され、冷却水の流動をガイドする内部配管１２５と前記シェル１２１の端部に形成され、前記内部配管１２５に冷却水が流入するようにする冷却水流入配管１５１及び前記シェル１２１の端部に形成され、前記冷却水配管１２５から冷却水が排出されるようにする冷却水流出配管１５２が含まれる。

【0103】

前記内部配管１２５には冷却水が流動し、前記冷媒流入部１２２を介して流入したシェル１２１内部の冷媒と熱交換される。前記内部配管１２５を「冷却水伝熱管」と称することができる。

【0104】

前記冷却水流入配管１５１は、前記冷却水入水流路４２と連結され、前記冷却水流出配管１５２は、前記冷却水出水流路４４と連結される。

【0105】

前記蒸発器１４０には、外観を形成するシェル１４１と、前記シェル１４１の一側に形成され、前記膨張装置１３０で膨張した冷媒が流入する冷媒流入部１４２及び前記シェル１４１の他側に形成され、前記蒸発器１４０で蒸発した冷媒が流出する冷媒流出部１４３が含まれる。前記冷媒流出部１４３は、前記吸入配管１０１に連結される。

【0106】

前記蒸発器１４０には、前記シェル１４１の内部に提供され、冷水の流動をガイドする内部配管１４５と、前記シェル１４１の端部に形成され、前記内部配管１４５に冷水が流入するようにする冷水流入配管１６１及び前記シェル１４１の端部に形成され、前記内部配管１４５から冷水が流出するようにする冷水流出配管１６２が含まれる。

【0107】

前記内部配管１４５の内部には冷水が流動し、前記冷媒流入部１４２を介して流入したシェル１４１内部の冷媒と熱交換される。前記内部配管１４５を「冷水伝熱管」と称することができる。

【0108】

前記冷水流入配管１６１は、前記冷水入水流路５２と連結され、前記冷水流出配管１６２は、前記冷水出水流路５４と連結される。

【0109】

前記凝縮器１２０の内部配管１２５及び前記蒸発器１４０の内部配管１４５を合わせて「水配管」と称することができる。

【0110】

図３は、本発明の実施例に係るチラーの一部構成を示す図面であり、図４は、本発明の実施例に係るチラーの凝縮器の内部構成を示す断面図であり、図５は図４の５－５’に沿って切開した断面図である。

【0111】

図３～図５を参照すると、本発明の実施例に係る冷却モジュール１００は、圧縮機１１０、凝縮器１２０及び蒸発器１４０を含むことができる。

【0112】

一例として、前記凝縮器１２０及び前記蒸発器１４０は、左右方向に並んで配置され、前記圧縮機１１０は、前記蒸発器１４０の上側に配置される。

【0113】

前記冷却モジュール１００は、前記圧縮機１１０から下方に延長され、前記凝縮器１２０に連結される吐出配管１０２及び前記蒸発器１４０から上方に延長され、前記蒸発器１４０に連結される吸入配管１０１を含むことができる。

【0114】

前記冷却モジュール１００は、圧縮機１１０の電力を制御するためのインバータ１７５をさらに含むことができる。前記インバータ１７５は、一例として、凝縮器１２０の上側に配置される。

【0115】

前記冷却モジュール１００は、凝縮器１２０と蒸発器１４０を連結するホットガス配管に設置されるホットガスバルブ１７１をさらに含むことができる。前記ホットガス配管は、前記凝縮器１２０の上端と前記蒸発器１４０の上端を連結する配管であると理解することができる。

【0116】

前記冷却モジュール１００は、圧縮機１１０の容量を制御するための容量制御バルブ１８０をさらに含むことができる。前記容量制御バルブ１８０は、前記圧縮機１１０の吸入配管１０１に提供される。

【0117】

前記凝縮器１２０には、冷媒の状態を感知するためのセンサーが設置される。前記センサーは、前記凝縮器１２０の内部に存在する冷媒の水位を感知するための凝縮器レベルセンサー２２０を含むことができる。

【0118】

前記凝縮器レベルセンサー２２０は、前記凝縮器１２０のシェル１２１の下端部より設定高さだけ高い位置に設置される。一例として、前記凝縮器レベルセンサー２２０は、冷媒がシェル１２１の内部容量の７０％を満たす時オンする位置に設置されてもよい。

【0119】

前記センサーは、前記凝縮器１２０内部の冷媒圧力を感知できる凝縮器圧力センサー２１０をさらに含むことができる。前記凝縮器圧力センサー２１０で感知された圧力値は、飽和温度に換算されて凝縮器の冷媒温度と認識される。一例として、前記凝縮器圧力センサー２１０は、前記凝縮器１２０のシェル１２１の外周面に設置されてもよい。

【0120】

前記冷却モジュール１００は、チラー１０の運転を制御するためのコントローラ２００をさらに含むことができる。一例として、前記コントローラ２００は、圧縮機１１０の一側に隣接して配置されてもよい。

【0121】

前記冷却モジュール１００は、凝縮器１２０の冷媒を蒸発器１４０に供給するように開放されるホットガスバルブ１７１をさらに含むことができる。前記ホットガスバルブ１７１は、前記凝縮器１２０の上端と蒸発器１４０の上端を連結する連結配管１７０に設置される。

【0122】

チラー１０で要求される冷却負荷が大きくない時、前記ホットガスバルブ１７１は開放され、開放されたホットガスバルブ１７１を通じて高圧の凝縮器１２０の冷媒は、低圧の蒸発器１４０に流動することができる。従って、前記凝縮器１２０の凝縮容量は低くなり、前記凝縮器１２０を通過する凝縮器の冷媒温度または冷却水の出水温度は、相対的に低い温度を維持することができる。

【0123】

前記凝縮器１２０へと冷却水の流入をガイドする冷却水流入配管１５１には、流入する冷却水の温度を感知するための冷却水入口温度センサー２３１が設置される。前記凝縮器１２０から冷却水の排出をガイドする冷却水流出配管１５２には、排出される冷却水の温度を感知するための冷却水出口温度センサー２３５が設置される。

【0124】

前記冷却水入口温度センサー２３１及び冷却水出口温度センサー２３５は、各配管１５１、１５２の外周面に設置され、各配管１５１、１５２の内部に突出して冷却水の温度を感知するように構成される。

【0125】

前記蒸発器１４０に冷水の流入をガイドする冷水流入配管１６１には、流入する冷水の温度を感知するための冷水入口温度センサー２４１が設置される。前記蒸発器１４０から冷水の排出をガイドする冷水流出配管１６２には、排出される冷水の温度を感知するための冷水出口温度センサー２４５が設置される。

【0126】

前記冷水入口温度センサー２４１及び冷水出口温度センサー２４５は、各配管１６１、１６２の外周面に設置され、各配管１６１、１６２の内部に突出して冷水の温度を感知するように構成される。

【0127】

前記冷却モジュール１００は、前記凝縮器１２０及び蒸発器１４０のそれぞれの両側に提供されるウォーターボックス１５０、１６０を含むことができる。前記ウォーターボックス１５０、１６０は、冷却水または冷水の流動空間を提供する。

【0128】

前記ウォーターボックス１５０、１６０は、前記凝縮器１２０の両側に備えられて冷却水の流動空間を提供する凝縮器ウォーターボックス１５０を含むことができる。前記ウォーターボックス１５０、１６０は、前記蒸発器１４０の両側に備えられて冷水の流動空間を提供する蒸発器ウォーターボックス１６０を含むことができる。

【0129】

前記凝縮器ウォーターボックス１５０は、前記凝縮器１２０と凝縮器１２０の冷却水流入配管１５１、１５２の間に提供される。前記冷却水流入配管１５１を通じて流入する冷却水は、前記凝縮器ウォーターボックス１５０を経由して前記凝縮器１２０の内部に流入することができる。

【0130】

前記凝縮器１２０で冷媒と熱交換された冷却水は、前記凝縮器ウォーターボックス１５０に排出され、前記冷却水流出配管１５２を通じて外部に排出される。

【0131】

前記蒸発器ウォーターボックス１６０は、前記蒸発器１４０と蒸発器１４０の冷水流入配管１６１、１６２の間に提供される。前記冷水流入配管１６１を通じて流入する冷水は、前記蒸発器ウォーターボックス１６０を経由して前記蒸発器１４０の内部に流入することができる。

【0132】

前記蒸発器１４０で冷媒と熱交換された冷水は、前記蒸発器ウォーターボックス１６０に排出され、前記冷水流出配管１６２を通じて外部に排出される。

【0133】

図４を参照して、凝縮器１２０の内部構成及び周辺構成についてより詳細に説明する。

【0134】

前記凝縮器１２０は、内部空間を規定し、略横方向に横になっている円筒状のシェル１２１と、前記シェル１２１の内部に提供され、冷却水の流動をガイドする多数の内部配管１２５及び前記シェル１２１の両側に提供され、冷却水の流動空間を形成する凝縮器ウォーターボックス１５０を含むことができる。

【0135】

前記多数の内部配管１２５は、前記シェル１２１の一側から他側まで横方向に延長され、シェル結合板１２９に結合される。前記シェル結合板１２９は、前記シェル１２１の両側に提供される。

【0136】

前記シェル１２１の上端部には、冷媒流入部１２２が備えられて冷媒の流入をガイドし、前記シェル１２１の下端部には、冷媒流出部１２３が備えられて冷媒の排出をガイドすることができる。

【0137】

前記多数の内部配管１２５は、上下方向に多数の列をなすように構成される。前記冷媒流入部１２２を通じて流入した冷媒は、前記多数の内部配管１２５のうち上部の配管と熱交換して凝縮され、下放に流動し、下部の配管と継続的に熱交換することができる。

【0138】

前記下部の配管と熱交換して凝縮された冷媒は、前記冷媒流出部１２３を通じてシェル１２１の外部に排出される。

【0139】

前記多数の内部配管１２５は、前記上部配管を形成する第１伝熱管１２５ａ及び前記下部配管を形成する第２伝熱管１２５ｂを含むことができる。

【0140】

前記第１伝熱管１２５ａは、凝縮器１２０に流入した気相冷媒を凝縮するための凝縮伝熱管であると理解することができ、前記第２伝熱管１２５ｂは、前記第１伝熱管１２５ａで凝縮された冷媒を追加冷却する過冷却伝熱管であると理解することができる。

【0141】

前記第１伝熱管１２５ａと第２伝熱管１２５ｂの間には、分離板１２７が提供される。前記分離板１２７は、前記第１伝熱管１２５ａと熱交換された冷媒が収集される収集板であると理解することができる。

【0142】

前記分離板１２７と前記シェル結合板１２９の間には、冷媒が前記第２伝熱管１２５ｂ側に流動することをガイドする流動ホール１２７ａが形成される。前記流動ホール１２７ａは、前記分離板１２７の両側に形成される。

【0143】

前記流動ホール１２７ａを通じて下方に流動した冷媒は、前記第２伝熱管１２５ｂの中央側に流動し、冷媒流出部１２３を通じてシェル１２１の外部に排出される。前記冷媒流出部１２３は、前記シェル１２１の横方向を基準に略中央部に位置することができる。このような構成により、冷媒と第１、２伝熱管１２５ａ、１２５ｂとの熱交換面積が増加し、熱交換効率が改善される。

【0144】

前記シェル１２１の内部には、前記冷媒流入部１２２を通じて流入する冷媒を第１伝熱管１２５ａの両側にガイドするガイド板１２６が提供される。前記ガイド板１２６は、前記冷媒流入部１２２に隣接して配置される。

【0145】

前記ガイド板１２６によって、前記冷媒流入部１２２を通じて流入する冷媒が第１伝熱管１２５ａに直接衝突することを防止し、冷媒の流速が低減して、第１伝熱管１２５ａとの熱交換を容易にすることができる。

【0146】

前記シェル結合板１２９の外側には、凝縮器ウォーターボックス１５０が結合される。前記凝縮器ウォーターボックス１５０は、冷却水流入配管１５１及び冷却水流出配管１５２が結合される第１ウォーターボックス１５０ａを含むことができる。

【0147】

前記第１ウォーターボックス１５０ａの内部には、前記第１ウォーターボックス１５０ａの内部空間を分離する区画板１５５が提供される。前記区画板１５５によって区画された第１空間は、前記冷却水流入配管１５１を通じて流入した冷却水が流動する流入空間を形成し、区画された第２の空間は、前記冷却水流出配管１５２を通じて排出される冷却水が流動する流出空間を形成することができる。

【0148】

前記区画された第１空間は、前記第１伝熱管１２５ａの一部配管及び前記第２伝熱管１２５ｂと連通することができる。前記第１空間の冷却水は、前記第１伝熱管１２５ａの一部配管及び前記第２伝熱管１２５ｂに流入して熱交換することができる。

【0149】

前記区画された第１空間と、前記第１伝熱管１２５ａの一部配管及び前記第２伝熱管１２５ｂは、冷却水の流入領域Ｚ１(図５参照)を形成することができる。

【0150】

前記区画された第２空間と、前記第１伝熱管１２５ａの残りの配管は、冷却水の流出領域Ｚ２(図５参照)を形成することができる。

【0151】

前記凝縮器ウォーターボックス１５０は、前記第１ウォーターボックス１５０ａの反対側に提供される第２ウオーターボックス１５０ｂを含むことができる。前記、冷却水の流入領域Ｚ１を通じて凝縮器１２０の内部に流入した冷却水は、前記第２ウオーターボックス１５０ｂに流入することができる。

【0152】

前記第２ウオーターボックス１５０ｂの冷却水は、前記第１伝熱管１２５ａの残りの配管を流動して熱交換することができる。前記熱交換された冷却水は、前記区画された第２の空間に流入し、前記冷却水流出配管１５２を通じて凝縮器１２０の外部に排出される。

【0153】

このような凝縮器１２０における冷却水流動により、前記内部配管１２５には、冷却水に含まれた異物Ｆが沈着することがある。前記冷却モジュール１００を長時間使用する過程で、前記沈着した異物の量が多くなると、前記内部配管１２５の流動断面積が減り、前記の異物によって冷媒と冷却水の間の熱交換性能が低下する。

【0154】

このような問題点を解決するため、内部配管１２５の内部を直接確認しなくても冷却モジュール１００の運転データを解析することで、内部配管１２５の汚染度を判断する必要がある。

【0155】

図６は、本発明の実施例に係るチラーの制御の構成を示すブロック図であり、図７及び図８は、本発明の実施例に係るチラーの制御方法を示すフローチャートである。

【0156】

まず、図６を参照すると、本発明の実施例に係るチラー１０は、チラーの運転に関する情報を確認できる多数のセンサーを含むことができる。

【0157】

前記多数のセンサーは、前記凝縮器１２０に流入する冷却水の温度を感知するための冷却水入口温度センサー２３１及び前記凝縮器１２０から排出される冷却水の温度を感知するための冷却水出口温度センサー２３５を含むことができる。

【0158】

前記多数のセンサーは、前記凝縮器１２０内部の冷媒圧力を感知するための凝縮器圧力センサー２１０をさらに含むことができる。

【0159】

前記多数のセンサーは、前記凝縮器１２０に貯蔵される冷媒の水位を感知するための凝縮器レベルセンサー２２０を含むことができる。

【0160】

前記チラー１０は、チラー１０の運転時間を感知するためのタイマー２６０をさらに含むことができる。前記タイマー２６０は、前記チラー１０がオン駆動した後経過する時間、前記多数のセンサーで特定値を感知した後経過する時間または圧縮機１１０、膨張装置１３０及びポンプ４６、５６が駆動した後経過する時間を積算することができる。

【0161】

前記チラー１０は、チラー１０の運転に関する情報を貯蔵するメモリ部２７０をさらに含むことができる。一例として、チラー１０は、予め設定された周期に応じて運転を行うことができ、各周期で感知された運転データは、前記メモリ部２７０にアップデートされる。

【0162】

前記チラー１０は、前記多数のセンサー２３１、２３５、２１０、２２０で感知された情報、タイマー２６０で積算される時間情報または前記メモリ部２７０に貯蔵された情報に基づいて、圧縮機１１０、膨張装置１３０及びポンプ４６、５６の駆動を制御するコントローラ２００をさらに含むことができる。

【0163】

前記チラー１０は、前記凝縮器１２０の内部配管１２５に異物等による汚染度が設定汚染度以上になったと判断された時、ユーザに汚染度に関する情報をディスプレイしたり、内部配管１２５の洗浄が必要であることを知らせるディスプレイ部２５０をさらに含むことができる。

【0164】

以下では、図７及び図８を参照して、凝縮器１２０の内部配管１２５の汚染度を判断するためのチラー１０の制御方法について説明する。

【0165】

チラー１０の電源がオンされて運転が開始すると(Ｓ１１)、コントローラ２００は、以前周期で運転された情報をローディングすることができる(Ｓ１２)。

【0166】

一例として、前記チラー１０の運転周期は、１日を基準として特定時間(午前１２時)を基準にリセットされてもよい。これに加えて、チラー１０の電源がオフした後、再びオン駆動する時リセットされてもよい。

【0167】

前記運転された情報は、熱交換器１２０、１４０の熱交換能力を判断する指標に関する情報(以下、熱交換指標情報)を含むことができる。

【0168】

前記熱交換指標情報は、冷媒と水の間の熱交換能力を判断する基準となり、水と冷媒の間の温度差に基づいて決定される。

【0169】

前記熱交換器１２０、１４０のうち蒸発器１４０の熱交換指標情報は、冷水出口温度と蒸発器冷媒温度の差値に基づいて決定される。前記蒸発器１４０には、閉回路に沿って循環する冷水の特性に起因して、蒸発器１４０の内部配管には異物による汚染が発生する可能性が低い。

【0170】

前記熱交換器１２０、１４０のうち凝縮器１２０の熱交換指標情報は、凝縮器の冷媒温度と冷却水出口温度の差に基づいて決定される。一例として、前記凝縮器１２０の熱交換指標情報は、(凝縮器の冷媒温度－冷却水出口温度)の値で決定される。

【0171】

前記凝縮器１２０には、外気に露出される冷却塔２０を循環する冷却水の特性に起因して、凝縮器１２０の内部配管には異物による汚染が発生する可能性が高い。

【0172】

前記凝縮器の冷媒温度は、前記凝縮器圧力センサー２１０で感知された圧力値を飽和温度に換算して計算される。前記冷却水出口温度は、前記冷却水出口温度センサー２３５を通じて感知される温度値であると理解することができる。

【0173】

前記凝縮器の冷媒温度は、運転されるサイクルの状態によって変化する因子として、人為的な調節ができない。従って、前記凝縮器１２０の熱交換指標情報は、冷却水出口温度の変化に応じて決定される。

【0174】

前記凝縮器１２０の熱交換指標値が大きいほど冷媒と冷却水の間の熱交換能力は相対的に減少し、前記熱交換指標値が小さいほど冷媒と冷却水の間の熱交換能力は相対的に増加すると理解することができる。冷却水が冷媒を冷却する現象に基づいて、冷媒温度と冷却水温度の差値が小さいほど熱交換能力が増加すると理解することができる。

【0175】

前記チラー１０が運転された後、サイクルの安定化時間が経過することを待機することができる。前記チラー１０がオンし運転し始めた後、要求されるサイクルの圧力／温度分布を形成するために設定時間を待機する必要がある。一例として、前記設定時間は、前記チラー１０がオン駆動された後、５～１０分範囲内に決定されてもよい。

【0176】

前記設定時間が経過する前に感知される凝縮器の熱交換指標値は、運転されるサイクルの正確な状態を反映するのが難しいからである。

【0177】

勿論、チラー１０が以前周期から現在周期まで継続して駆動(常時駆動)される場合であれば、このような安定化時間の経過まで待機するプロセスは不必要となる(Ｓ１３)。

【0178】

前記サイクルの安定化時間が経過すると、凝縮器１２０の内部配管、即ち第１、２伝熱管１２５ａ、１２５ｂの汚染度を判断するための運転データを収集することができる。ただし、運転データは、サイクルの状態または運転モード等に基づいた多様な原因により異常値(abnormal value)を表すことがある。従って、このような異常値をエラーメッセージとして除去する必要がある。

【0179】

このために、運転データの収集が制限されるイベントが発生したのか否かを認識することができる(Ｓ１５)。運転データの収集を中止するイベントは、一例として、以下のようである。

【0180】

第１イベントとして、前記凝縮器レベルセンサー２２０で感知される値が設定値以上であるのか否かである。一例として、前記の設定値は、冷媒がシェル１２１の内部容量の７０％を満たす時、前記センサー２２０で感知される値であると理解することができる。

【0181】

前記凝縮器レベルセンサー２２０で感知される値が設定値以上である場合には、運転データの収集を中止する。前記凝縮器レベルセンサー２２０で感知される値が設定値以上であると、前記凝縮器１２０に貯蔵される冷媒の水位が過剰に高い場合に該当し、この場合には相対的に凝縮器１２０の冷媒凝縮がスムーズに行われなくなる。

【0182】

この状態で、凝縮器１２０の熱交換指標値は過剰に高くなり、これを凝縮器の伝熱管汚染度を判断するための情報として使用する場合には、凝縮器１２０の伝熱管汚染度に関する判断が不正確となる。即ち、前記伝熱管の汚染度が小さくても、実際の汚染度が高いと判断するエラーが発生することになる。

【0183】

第２イベントとして、前記凝縮器の熱交換指標値が設定値以下であるのか否かである。一例として、前記の設定値は、０.５～０.６の範囲内値で決定されてもよい。

【0184】

前記凝縮器の熱交換指標値が低いほど、凝縮器の熱交換性能が高いことを意味するとしても、前記指標値が低過ぎる場合には、サイクルの正常範囲をはずれる何らかの原因が発生したと理解することができる。一例として、前記原因は、センサーまたはポンプの故障または異常動作である可能性がある。

【0185】

前記凝縮器の熱交換指標値が設定値以下である場合には、運転データの収集を中止する。

【0186】

第３イベントとして、前記ホットガスバルブ１７１がオン開放される場合である。前記ホットガスバルブ１７１がオン開放された場合には、運転データの収集を中止することができる。

【0187】

チラー１０で要求される冷却負荷が大きくない時、前記ホットガスバルブ１７１は開放され、開放されたホットガスバルブ１７１を通じて高圧の凝縮器１２０の冷媒は、低圧の蒸発器１４０に流動することができる。従って、前記凝縮器１２０の凝縮容量は低くなり、凝縮器の冷媒温度または前記凝縮器１２０を通過する冷却水の出水温度は、相対的に低い温度を維持することができる。

【0188】

このように、前記ホットガスバルブ１７１が開放される運転モードにおいては、一般的なサイクルの温度と圧力範囲からはずれるので、凝縮器伝熱管の汚染度を正確に判断することが制限される。

【0189】

第４イベントとして、前記凝縮器１２０の入水温度と出水温度の差値が設定値以上になる場合である。前記凝縮器１２０の入水温度と出水温度の差値が設定値以上になると、運転データの収集を中止することができる。

【0190】

前記前記凝縮器１２０の入水温度と出水温度の差値が設定値以上になると、サイクルの正常な運転範囲をはずれる何らかの原因が発生したと理解することができる。一例として、前記原因はセンサーまたはポンプの故障または異常動作である可能性がある。

【0191】

このような第１～４イベントのうちいずれか１つのイベントが発生すると、当該イベントが維持される時間の間、運転データの収集を停止することができる(Ｓ１６)。

【0192】

反面、このようなイベントが発生しなければ、凝縮器伝熱管の汚染度を判断するための熱交換能力指標に関する情報を獲得してメモリ部２７０に貯蔵することができる。即ち、凝縮器の冷媒温度と冷却水の出口温度の差値を利用して凝縮器の熱交換能力指標値を認識することができる(Ｓ１７)。

【0193】

このような凝縮器の熱交換能力指標値は、現在周期が維持されている間リアルタイムで計算されるか、特定時点(一例として、毎時ちょうど)に計算され、メモリ部２７０に貯蔵することができる。このようなプロセスにより、前記メモリ部２７０には以前周期の運転データに累積して、現在周期の運転データがアップデートされる(Ｓ１８)。

【0194】

このような方式で蓄積されたデータを通じて、凝縮器１２０の熱交換能力指標値の平均値またはその変化量が計算される(Ｓ１９)。

【0195】

詳しくは、前記コントローラ２００は、多数の運転周期に対して収集された運転データの平均値を計算することができる。一例として、平均値は、各運転周期に対する平均値であってもよく、２つ以上の運転周期を統合した平均値であってもよい。

【0196】

単純な制御ロジックを具現するために、一例として、コントローラは１ヵ月に該当する多数の運転周期の平均値を計算することができる。

【0197】

前記コントローラ２００は、前記計算された平均値の変化量を計算することができる。一例として、前記コントローラは、最初の１ヵ月に該当する運転データの第１平均値、その次の１ヵ月に該当する運転データの第２平均値、及びその後の１ヵ月に該当する運転データの第３平均値に基づいて、その変化量を計算することができる。

【0198】

一例として、このような平均値及び平均値の変化量計算は、６ヵ月から１２ヵ月の間行われてもよい。

【0199】

前記コントローラ２００は、前記平均値または前記平均値の変化量に基づいて凝縮器の伝熱管汚染度を認識することができる。即ち、前記平均値または平均値の変化量と設定値が比較される(Ｓ２０)。

【0200】

一例として、前記平均値が第１設定値以上であると認識される回数が設定回数以上である場合には、前記凝縮器の伝熱管に異物が過剰に含まれたと認識することができる。例えば、前記第１の設定値は３度であり、設定回数は３回以上であってもよい。

【0201】

別の例として、前記平均値の周期別の変化量が第２設定値以上であると認識される場合、前記コントローラ２００は、前記凝縮器の伝熱管に異物が過剰に含まれたと認識することができる。例えば、前記第２の設定値は２度であってもよい(Ｓ２１、Ｓ２２)。

【0202】

前記コントローラ２００は、前記凝縮器の伝熱管に異物が過剰に含まれたと認識した場合、ディスプレイ部２５０を通じて伝熱管の汚染度に関する情報をディスプレイしたり、伝熱管の洗浄が必要であることを知らせるアラームを出力することができる(Ｓ２３)。

【0203】

このような制御方法によれば、チラー１０の運転中に凝縮器の伝熱管に汚染が発生したことを示す運転データを正確に分析することができ、分析結果に基づいてユーザに汚染度情報または伝熱管の洗浄必要の知らせを提供できるので、ユーザの利便性が増大し、システムの管理効率性が向上する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】