KR0131267Y1 - 냉동사이클의 냉매량 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본고안은 냉동부하에 따라서 냉동사이클내를 순환하는 냉매량을 최적으로 제어할 수 있도록 한 냉동사이클의 냉매량 제어장치에 관한 것이다. 본고안의 냉동사이클의 냉매량 제어장치는 압축기, 응축기, 감압기구, 증발기 및 이들을 연결하는 냉매관을 구비한 냉동사이클에 있어서, 상기 냉동사이클을 순환중인 냉매를 저장하는 수단, 상기 냉매저장수단에 저장된 냉매를 상기 냉동사이클에 공급하는 수단, 냉동부하를 감지하는 수단 및 상기 감지된 냉동부하에 의거하여 상기 저장수단을 통한 냉매의 저장 및 상기 공급수단을 통한 냉매의 공급을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다

Description

냉동사이클의 냉매량 제어장치
제1도는 종래의 냉동사이클도
제2도는 본고안의 냉동사이클도
제3도는 본고안에 따른 냉매량 제어장치의 제어블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 2 : 응축기
3 : 모세관 4 : 증발기
5 : 냉매관 6 : 삼방밸브
7 : 바이패스관 8 : 수액기
9 : 펌프 10 : 제어부
11 : 고내온도 설정부 12 : 고내온도 감지부
13,14 : 증발기 온도감지부 15 : 압축기 구동부
16 : 팬구동부 17 : 냉기순환팬
18 : 펌프구동부 19 : 밸브구동부
본고안은 냉동사이클의 냉매량 제어장치에 관한 것으로, 특히 온도부하에 따라서 냉동사이클내를 순환하는 냉매량을 최적으로 제어할 수 있도록 한 냉동사이클의 냉매량 제어장치에 관한 것이다.
냉장고나 공기조화기는 고내 또는 실내의 공기를 냉동사이클을 순환하는 냉매의 냉기와 열교환시켜서 고내 또는 실내를 냉각하는 기기이다.
제1도는 종래의 냉동사이클도이다. 제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 냉동사이클은 크게 압축기(1), 응축기(2), 모세관(3;또는 팽창밸브), 증발기(4), 및 이들을 직렬로 연결하는 냉매관(5)으로 이루어진다. 전술한 구성에서, 냉매관(5)에 봉입된 냉매는 압축기(1)에서 압축되어 고온고압의 기체상태로 되고, 다시 응축기(2)에서는 중온고압의 액체상태로 되고, 모세관(3)에서는 감압되어 저온저압의 액체상태로 되고, 마지막으로 증발기(4)에서는 고내의 상대적으로 더운 공기와의 사이에 열교환이 이루어져서 저온저압의 기체상태로 된다.
그러나, 전술한 종래의 냉동사이클에서는 고내의 온도부하에 관계없이 증발기를 통과하는 냉매량이 항상 일정하기 때문에 온도를 원하는 수준까지 신속하게 하강시키지 못하는 문제점이 있었다.
본고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고내의 온도부하에 따라서 증발기를 통과하는 냉매량을 변경시키므로써 고내의 온도를 신속하게 하강시킬 수 있도록 한 냉동사이클의 냉매량 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본고안의 냉동사이클의 냉매량 제어장치는 압축기, 응축기, 감압기구, 증발기 및 이들을 연결하는 냉매관을 구비한 냉동사이클에 있어서, 상기 냉동사이클을 순환중인 냉매를 저장하는 수단, 상기 냉매저장수단에 저장된 냉매를 상기 냉동사이클에 공급하는 수단,냉동부하를 감지한는 수단 및 상기 감지된 냉동부하에 의거하여 상기 저장수단을 통한 냉매의 저장 및 상기 공급수단을 통한 냉매의 공급을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이하에는 본고안의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제2도는 본고안의 냉동사이클도로서, 제1도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 제2도에 도시한 바와 같이,본고안은 따른 냉동사이클은 응축기(2)와 모세관(3)사이의 냉매관(5)에 바이패스관(7)을 병렬로 연결시키고, 그 분기점에는 냉매의 유입구를 냉매관(5)이나 바이패스관(7)으로 선택적으로 연결하는 삼방밸브(6)가 장착된다.
나아가, 상기 바이패스관(7)의 도중에는 액상냉매가 저장되는 수액기(8)가 설치되고, 수액기(7)의 다음 단에는 펌프(9)가 연결된다. 전술한 구성에서, 수액기(7)의 구조는 원통형상이 아니어도 무방하며, 단지 바이패스된 냉매를 저장할 수 있는 구조이면 된다.
제3도는 본고안에 따른 냉매량 제어장치의 제어블록도이다. 제3도에 도시한 바와 같이, 본고안의 냉매량 제어장치는 냉동사이클의 전체적인 동작을 제어한 제어부(10), 냉장고내부의 온도를 감지하여 제어부(10)에 제공하는 고내온도 감지부(12), 증발기(4)의 입구측온도를 감지하여 제어부(10)에 제공하는 입구측 온도감지부(13), 증발기(4)의 출구측온도를 감지하여 제어부(10)에 제공하는 출구측 온도감지부(14), 제어부(10)의 제어에 따라 압축기(1)를 구동하는 압축기구동부(15), 제어부(10)의 제어에 따라 펌프(9)를 구동하는 펌프구동부(18), 제어부(10)의 제어에 따라 삼방밸브(6)를 구동하는 밸브구동부(19)를 이루어진다. 도면에서 미설명부호 11는 냉장고의 고내온도를 설정하기 위한 고내온도 설정부를 나타내고, 16 및 17은 각각 증발기(4)에서 발생된 냉기를 고내로 순환시키기 위한 순환팬 및 그 구동부를 나타낸다.
이하에는 본고안의 냉동사이클의 냉매량 제어장치의 동작을 상세하게 설명한다.
먼저, 압축기(1)는 통상적으로 냉장고내부의 온도, 특히 냉동실의 온도에 의거하여 구동이 제어되는데, 냉동실의 온도가 소정의 상한온도이상인 경우, 즉 고내의 온도부하가 큰 경우에는 제어부(10)의 제어에 따라 압축기(1)가 구동된다. 압축기(1)가 구동되면 압축된 고온고압의 기체냉매가 응축기(2)로 유입되어 중온고압의 액체냉매로 되는데, 이 때는 고내의 온도부하가 큰 상태이므로 제어부(10)는 삼방밸브()를 제어하여 응측기(2)를 통과한 냉매가 바로 모세관(3)을 거쳐서 증발기(4)로 유입되도록 냉매유로를 결정한다. 이렇게하므로써 다량의 냉매가 냉동사이클을 순환하기 때문에 증발기(4)에서 증발되는 냉매량도 상대적으로 많아지게 되고, 이에 따라 고내가 신속하게 냉각되게 된다.
이렇게 운전함에 따라 고내의 온도부하는 점차로 적어지게 되는데, 고내의 온도부하가 적어짐에 비례하여 제어부(10)는 냉매가 바이패스관(7)을 경유하도록 삼방밸브(6)의 유로를 일시적으로 절환시켜서 냉매의 일부를 수액기(8)에 저장시키게 된다. 이렇게 하여 운전을 계속하는 중에 고내의 온도부하가 다시 상한기준치이상으로 증가하게 되면 펌프(9)를 구동시켜서 수액기(8)에 저장되어 있는 냉매를 보충하게 된다.
한편, 냉동사이클의 동작중에는 증발기(4)의 입구측 및 출구측온도를 소정의 시간간격으로 감지하게 되는데, 제어부(10)는 입구측온도와 출구측온도사이의 차에 의거하여 증발기(4)를 통과하는 냉매량을 판단하고, 적정수준이 되도록 펌프(9)의 동작을 제어한다. 즉, 온도차가 큰 경우에는 냉매량이 적다고 판단하고 펌프(9)를 동작시켜서 수액기(8)에 저장된 냉매를 가지고 부족분의 냉매를 보충한다. 반면에, 온도차가 적은 경우에는 냉매량이 많다고 판단, 즉 증발되지 않은 액상냉매가 압축기(1)로 그대로 유입되고 있다고 판단하고 삼방밸브(6)를 제어하여 초과분의 냉매를 수액기(8)내에 저장시키게 된다. 이렇게 하므로써 증발기(4), 압축기(1)사이에 삽입되어 액냉매를 분리시키는 기존의 어큐물레이터를 채택하지 않고도 압축기(1)를 충분히 보호할 수가 있게된다. 이상의 실리예에서는 냉장고를 예로 들어 설명을 진행하였지만 공기조하기에도 본고안의 사상이 그대로 적용될 수가 있다.이상에서 설명한 바와 같은 본고안의 냉동사이클의 냉매량 제어장치에 따르면, 냉동사이클내를 순환하는 냉매의 량을 온동부하와 증발기의 입출구측온도차에 의거하여 증감하므로써 고내온도를 신속하게 낮출 수 있음과 아울러 액상냉매가 압축기에 유입되는 것을 방지하여 압축기를 보호하는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 압축기, 응측기, 감압기구,증발기 및 이들을 연결하는 냉매관을 구비한 냉동사이클에 있어서,냉동사이클을 따라 순환중인 냉매를 정할 수 있도록 상기 응측기와 감압기구를 연결하는 냉매관과 병렬연결된 바이패스관의 도중에 설치된 수액기; 냉동부하가 큰 경우 상기 응측기 로부터 유입되는 중온고압의 액체냉매를 상기 감압기구로 바로 유출하기 위해 냉매유로를 절환하는 반면, 냉동부하가 작은 경우 상기 응측기로부터 유입되는 중온고압의 액체냉매의 일부를 상기 수액기에 저장하기 위해 냉매유로를 절환할 수 있도록 상기 냉매관과 상기 바이패스관의 분기지점에 설치된 삼방밸브; 냉동부하가 큰 경우 냉매를 보충하기 위해 상기 수액기에 저장된 냉매를 상기 감압기구로 공급할 수 있도록 상기 바이패스관의 도중에 설치된 펌프; 상기 증발기의 입출구측의 온도차를 감지하기의해 상기 증발기의 입구측과 출구측에 각각 설치된 온도감지부; 냉동부하가 큰 경우 즉, 상기 온도감지부에 의해 감지한 온도차가 큰 경우 상기 증발기를 통화하는 냉매의 량이 적다고 판단하여 냉매를 보충할 수 있도록 상기 펌프의 작동을 제어하는 반면, 상기 온도감지부에 의해 감지한 온도차가 작은 경우 상기 증발기를 통과하는 냉매의 량이 많다고 판단하여 냉매의 일부를 상기 수액기에 저장할 수 있도록 상기 삼방밸브의 절환동작을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클의 냉매량 제어장치.
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