KR0140072B1 - 제상기능을 갖춘 냉동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기로부터 토출되는 냉매를 응축기쪽 또는 증발기쪽으로 정역방향으로 순환시켜 냉, 난방을 실시하는 냉동장치로써, 응축기 또는 증발기쪽에 결상이 발생하였을 때 이를 감지하여 냉매의 일부를 제상용으로 하여 보조응축기 또는 보조증발기쪽으로 흐르도록 하되 주응축기 또는 주증발기쪽으로 흐르는 냉매와 합류, 순환되게 하여서 냉, 난방운전상태를 지속적으로 유지하면서도 제상기능을 수행할 수 있도록 한 제상기능을 갖춘 냉동장치이다.

Description

제상기능을 갖춘 냉동장치

본 발명은 냉동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉난방작동상태를 유지하면서도 실. 내외 부하변동에 따른 증발기의 제상기능을 갖도록 한 제상기능을 갖춘 냉동장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동장치는 하나의 냉매순환장치를 정,역방향으로 선택적으로 운전시켜서 여름에는 냉방을, 겨울에는 난방을 실시할 수 있도록 하는 장치이다.

종래의 냉동장치는 제 3도에 도시된 바와 같이 압축기의 출구측과 연결되는 사방밸브(4-ways valve)(31)에 냉매순환라인을 연결함에 있어서, 사방밸브(31)의 한쪽으로부터 응축기(32) 및 팽창밸브(33)와 실외측 삼방밸브(15)(3-ways valve)(34) 그리고 모세관(35) 및 실내측 삼방밸브(36)와 증발기(37)를 순차적으로 연결시켜서 된 구조이다.

따라서 냉방운전시(→)실내측의 부하변동에 의해서 실내측 열교환기인 증발기(37)에 결로현상이 발생하였을 때 사방밸브(31)를 작동시켜 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 직접 증발기(37)로 보내어 제상기능을 수행하도록 하였다.

다시 말해서 냉매를 역순환시켜 실내측에 일시적이나마 냉풍을 공급할 수 없는 상태로 운전하였다.

또 난방운전시(---)에는 사방밸브(31)를 역전시켜 실내측 열교환기인 증발기(37)로 먼저 냉매를 공급하여 실내측으로 온풍을 공급할 수 있도록 한다.

이때 실외온도가 낮아져 실외측에 있는 응축기(32)가 결상에 의해 동결되어 난방상태를 지속시킬 수 없게될 경우, 응축기(32)를 제상시켜주기 위하여 냉매를 역순환시켜 운전함으로써 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 응축기(32)로 먼저 보내어야만 했었기 때문에 실내측에 일시적이나마 온풍을 공급할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 증발기와 응축기쪽에 부하변동에 따른 결상현상이 발생할 경우, 냉방 또는 난방사이클운전상태를 정상적으로 유지하면서도 증발기나 응축기쪽의 결상을 제상시킬 수 있도록 한 제상기능을 냉동장치를 제공하는 것이다.

제 1a도는 본 발명의 냉방운전상태를 도시한 냉동장치의 회로도

제 1b도는 본 발명의 냉방과 제상운전상태를 도시한 냉동장치의 회로도

제 2a도는 본 발명의 난방운전상태를 도시한 냉동장치의 회로도

제 2b도는 본 발명의 난방과 제상운전상태를 도시한 냉동장치의 회로도

제 3도는 종래의 냉방과 난방운전상태를 도시한 냉동장치의 회로도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11:압축기12;사방밸브

13:응축기14:팽창밸브

17:증발기18:솔레노이드밸브

19:제 1온도감지기

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매를 고압으로 압축하는 압축기, 상기 압축기의 입, 출구측에 설치되어 냉방운전시와 난방운전시에 냉매를 역순환시키는 사방밸브, 상기 사방밸브의 한쪽으로부터 연결되는 응축기, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창수단, 상기 팽창수단에 의하여 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기를 구비한 냉동장치에 있어서, 상기 응축기와 증발기는 주응축기와 보조응축기 그리고 주증발기와 보조증발기로 구비되고, 상기 팽창수단은 냉방운전시 냉매를 팽창시키는 다수의 모세관과 난방운전시 냉매를 팽창시키는 팽창밸브를 구비하되, 상기 주응축기의 출구측에는 냉방운전시 냉매를 상기 모세관중의 제 1모세관과 제 2모세관으로 안내하는 제 1삼방밸브를 구비하고, 상기 주증발기와 보조증발기의 입구측에는 상기 모세관을 지나 팽창한 냉매를 상기 증발기로 안내하는 제 3삼방밸브와 제 4삼방밸브가 설치되고, 냉방운전과 동시에 상기 증발기의 제상시에는 상기 제 1삼방밸브를 통하여 안내된 냉매중의 일부를 상기 모세관을 지나기전에 상기 보조증발기로 안내하는 제 2삼방밸브와 제 5삼방밸브가 각각 설치되고, 상기 보조증발기를 통과하면서 제상기능을 수행한 냉매를 다시 상기 제 3모세관으로 안내하여 팽창시킨 후 상기 주증발기로 안내하는 제 6삼방밸브를 구비하며, 난방운전시에는 상기 사방밸브를 통하여 상기 증발기쪽으로 흐르는 냉매의 일부를 난방운전중에 상기 주응축기의 제상을 위하여 상기 보조응축기로 안내하는 솔레노이드밸브가 설치되고, 상기 제 1삼방밸브의 난방운전시 입구부에는 상기 보조응축기와 상기 증발기를 거친 냉매를 감압팽창시켜 상기 주응축기로 보내도록 상기 팽창밸브가 설치되고, 상기 응축기와 증발기에는 제상운전 판단을 위하여 상기 응축기와 증발기의 온도를 감지하는 증발기측 제 1온도감지기와 응축기측 제 2온도감지기가 실치된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도면을 참좌여 본 발명의 일실시예를 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 냉동장치는 제 1a, 1b 와 제 2a, 2b도에 예시된 바와 같이 냉방 또는 난방사이클 운전상태를 정상적으로 유지하면서도 증발기나 응축기쪽의 결상을 제상시켜 줄 수 있는 냉동장치이다.

이러한 본 발명의 냉동장치는, 제 1a, 1b 와 제 2a, 2b도에 도시된 바와같이 순환냉매를 압축시켜주는 압축기(11)가 마련되고, 이 압축기(11)의 입, 출구측에는 냉방시와 난방시에 냉매를 역순환시키는 사방밸브(4-ways vlave)(12)가 설치된다. 그리고 사방밸브(12)의 한쪽으로는 응축기(13)가 설치되고, 다른 한쪽으로는 증발기(17)가 설치된다.

응축기(13)와 증발기(17)는 주응축기(13-1)와 보조응축기(13-2) 그리고 주증발기(17-1)와 보조증발기(17-2)로 구성되어 있다.

주응축기쪽(13-1)에는 제 1삼방밸브(15-1)가 연결되어 있고, 제 1삼방밸브(15-1)의 한쪽으로는 난방시 증발기(17)로부터 유입된 냉매를 감압팽창시키는 팽창밸브(14)가 연결되어 있다.

그리고 제 1삼방밸브(15-1)의 다른 한쪽으로는 제 2삼방밸브(15-2)가 연결되어 있고, 이 제 1삼방밸브(15-1)와 제 2삼방밸브(15-2) 사이에는 제 1모세관(16-1)이 연결되어 있다.

또한 제 2삼방밸브(15-2)의 일측 유로에는 제 2모세관(16-2)이 연결되어 있고, 다른 타측 유로에는 제 5삼방밸브(15-5)가 연결되어 있다. 이 제 5삼방밸브(15-5)는 일측으로는 보조증발기(17-2)와 연결되어 있고, 타측으로는 주증발기(17-1)에서 인출된 유로와 연통되어 압축기(11)와 연결되어 있다.

한편 제 1모세관(16-1)은 주증발기(17-1)의 입구부와 연통된 제 4삼방밸브(15)와 일측이 연통되어 있으며, 또한 제 1모세관(16-1)과 제 4삼방밸브(15)사이는 유로가 분기되어 제 3모세관(16-3)이 연결되도록 되어 있다.

그리고 제 2삼방밸브(15)와 연통된 제 2모세관에는 전술한 제 3모세관(16-3)과 일측유로가 연통되도록 된 제 6삼방밸브(15-6)가 연결되어 있으며, 이 제 6삼방밸브(15-6)는 보조증발기(17-2)와 연통된 제 3삼방밸브(15-3)와 연결되어 있다.

한편 증발기(17)와 압축기(11) 사이의 유로에는 난방운전시 압축기(11)에서 압축된 냉매의 일부를 보조응축기(13-2)로 보내어 난방운전과 동시에 응축기(13)의 제상을 수행할 수 있도록 냉매를 공급하는 솔레노이드밸브(18)가 설치된다.

그리고 증발기(17)와 응축기(13)에는 각각의 온도상태를 감지하여 제상운전의 필요여부를 판단할 수 있도록 하는 제 1온도감지기(19)와 제 2온도감지기(19-1)가 각각 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 냉동장치의 운전상태를 설명하면 다음과 같다.

제 1a도에는 냉방운전상태가 예시되어 있다.

냉방운전상태에서 압축기(11)에서 고온고압으로 압축된 냉매는 사방밸브(12)에 의해 주응축기(13-1)로 공급된다. 이 주응축기(13-1)로 공급된 냉매는 응축된 후 제 1삼방밸브(15-1)로 토출되고 제 1삼방밸브(15-1)에서 토출된 냉매중의 일부는 제 1모세관(16-1)을 통과하고, 나머지 일부는 제 2모세관(16-2)을 통과하면서 감압팽창되게 된다.

그리고 제 1모세관(16-1)을 통과한 냉매는 제 4삼방밸브(15-4)를 통하여 주증발기(17-1)로 공급되고, 제 2모세관(16-2)을 통과한 냉매는 제 6삼방밸브(15-6)와 제 3삼방밸브(15-3)를 각각 통과하여 보조증발기(17-2)로 공급되어 각각의 증발기(17-1)(17-2)에서 증발되게 됨으로써, 조화공간에 냉기를 공급하게 되며, 증발기(17)를 거친 냉매는 다시 압축기(11)로 공급되어 순환하게 된다.

이때 솔레노이드밸브918)는 OFF된 상태이다.

이와 같이 냉방운전중 실내측 부하변동에 의해서 증발기(17)쪽에 결상이 발생되었을 때는 상술한 바와 같은 냉방운전을 지속적으로 수행하면서도 제 1b도에 예시된 바와 같이 제상운전을 동시에 실시할 수 있다.

즉, 증발기(17)쪽 온도감지기(19)에 의해서 제 2, 3, 5, 6삼방밸브(15-2)(15-3)(15-5)(15-6)의 동작방향이 변경되어 냉매는 실선으로 표시한 냉방용과 쇄선으로 표시한 제상용으로 나누어지면서 순환하게 된다.

다시 말해서 냉매는 압축기(11)로부터 사방밸브(12)에 의해서 주응축기(13-1)로 공급되고, 주응축기(13-1)에서 응축된 냉매는 제 1삼방밸브(15-1)를 지나 일부는 제 1모세관(16-1)으로 공급되고, 나머지 일부는 제 2삼방밸브(15-2)를 통하여 제 5삼방밸브(15-5)로 공급되어 보조증발기(17-2)로 유입된다. 이때 보조증발기(17-2)에서의 냉매는 고온, 고압상태로 주증발기(17-1)로 공급된 냉매보다 높은 온도상태를 유지하고 있기 때문에 주증발기(17-1)의 결상을 제거시키게 된다.

그리고 보조증발기(17-2)로부터 토출된 냉매는 제 3삼방밸브(15-3)와 제 6삼방밸브(15-6)를 거쳐 제 3모세관(16-3)으로 유입되어 감압팽창되고, 계속해서 제 1모세관(16-1)으로부터 감압팽창되어 토출된 냉매와 합류하여 주증발기(17-1)로 공급되어 증발된 후 다시 압축기(11)로 공급되어 계속해서 사이클을 순환하게 되는 것이다.

따라서 실내측에서 요구하는 냉방운전상태를 유지하면서도 보조증발기(17-2)만으로 주증발기(17-1)쪽 결상을 제거할 수있는 것이기 때문에 냉방 및 냉각효과를 극대화시킬 수 있다.

제 2a도에는 난방운전상태가 예시되어 있다.

난방운전상태에서 냉매는 압축기(11)로부터 사방밸브(12)에 거쳐 주증발기(17-1)및 보조증발기(17-2)로 공급되고, 이때의 증발기(17)에서의 냉매는 응축되게 된다.

그리고 주증발기(17-1)로부터 토출된 냉매는 제 4삼방밸브(15-4)로 토출되고, 보조증발기(17-2)로부터 토출된 냉매는 제 3삼방밸브(15-3)를 통하여 토출되면서 서로 합류하여 팽창밸브(14)로 흐르게 된다. 그리고 팽창밸브(14)에서의 냉매는 감압팽창되고, 제 1삼방밸브(15-1)로 공급된 후 응축기(13)에서 증발되게 된 후 압축기(11)로 다시 공급되어 계속해서 순환하게 된다.

한편, 난방시 냉매의 감압팽창을 위하여 팽창밸브(14)를 사용한 이유는 난방운전시 실외측 온도에 따라 냉매량을 조절하는데 팽창밸브(14)가 적합하기 때문이다.

다른 이유는 어느 일정범위내의 실외온도에서는 실외측 열교환기의 냉매량을 팽창밸브(14)로 조절할 수 있어 결상을 방지할 수도 있기 때문이다.

그러나 실외측의 온도가 일반적으로 빙점이하인 경우 실외측 열교환기인 주응축기(13-1)가 결상되어 난방운전을 지속할 수 가 없게 되므로 이를 방지하기 위해서 제 2b도에 예시된 바와 같이 난방과 제상을 동시에 실시한다.

즉, 난방운전중 실외측 부하변동에 의해서 주응축기(13-1)쪽에서 결상이 발생되었을 때에는 제 2a도에서와 같이 난방운전을 지속적으로 수행하면서도 제 2b도에 예시된 바와 같이 제상운전을 동시에 실시할 수 있다.

다시 말해서 응축기(13)쪽 온도감지기(19-1)에 의해서 솔레노이드밸브(18)가 ON되면 압축기(11)로부터 토출되는 고온고압의 냉매가 보조응축기(13-2)로 흐르게 되어 보조응축기(13-2)의 발열량으로 주응축기(13-1)의 결상을 제거하는 것이다.

이때 냉매는 실선으로 표시한 난방용과 쇄선으로 표시한 제상용으로 나누어지면서 순환하게 된다.

즉, 응축기쪽 온도감지기(19-1)에 의해서 솔레노이드밸브(18)가 ON되면서 제상용 냉매는 압축기(11)로부터 사방밸브(12)에 의해서 솔레노이드밸브(18)를 통해 보조응축기(13-2)를 지나 증발기(17)쪽을 순환하는 난방용 냉매와 합류하면서 팽창밸브(14)와 제 1삼방밸브(15-1)를 지나고 주응축기(13-1)와 사방밸브(14)를 거쳐 압축기(11)로 순환된다.

따라서 실내측에서 요구하는 난방 및 가열의 운전상태를 유지하면서도 보조응축기(13-2)만으로 주응축기(13-1)쪽 결상을 제거할 수 있는 것이기 때문에 난방 및 가열효과를 극대화시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명의 냉방 또는 난방사이클로 운전시 실내외측에서 열교환이 이루어지는 증발기와 웅측기를 냉난방전용의 주증발기와 주응축기 그리고 제상용 보조증발기와 보조응축기로 구성하고, 증발기와 응축기쪽에서 냉매의 흐름방향을 제어하는 다수의 삼방밸브들을 증발기와 응축기의 온도변화에 따라 부하변동검출용 온도감지기로 제어함으로써 증발기나 응축기쪽에서 결상현상 초래될 경우 주증발기와 주응축기로 냉방 또는 난방사이클 운전상태를 정상적으로 유지하면서도 보조증발기와 보조응축기로 제상함으로써 냉난방효율을 높여 줄 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 냉매를 고압으로 압축하는 압축기(11), 상기 압축기(11)의 입, 출구측에 설치되어 냉방운전시와 난방운전시에 냉매를 역순환시키는 사방밸브(12), 상기 사방밸브(12)의 한쪽으로부터 연결되는 응축기(13), 상기 응축기(13)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창수단, 상기 팽창수단에 의하여 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(17)를 구비한 냉동장치에 있어서, 상기 응축기(13)와 증발기(17)는 주응축기(13-1)와 보조응축기(13-2) 그리고 주증발기(17-1)와 보조증발기(17-2)로 구비되고, 상기 팽창수단은 냉방운전시 냉매를 팽창시키는 다수의 모세관(16)과 난방운전시 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(14)를 구비하되, 상기 주응축기(13-1)의 출구측에는 냉방운전시 냉매를 상기 모세관중의 제 1모세관(16-1)과 제 2모세관(16-2)으로 안내하는 제 1삼방밸브(15-1)를 구비하고, 상기 주증발기(17-1)와 보조증발기(17-2)의 입구측에는 상기 모세관(16)을 지나 팽창된 냉매를 상기 증발기(17)로 안내하는 제 3삼방밸브(15-3)와 제 4삼방밸브(15-4)가 설치되고, 냉방운전과 동시에 상기 주증발기(17)의 제상시에는 상기 제 1삼방밸브(15-1)를 통하여 안내된 냉매중의 일부를 상기 모세관(16)을 지나기 전에 상기 보조증발기(17-2)로 안내하는 제 2삼방밸브(15-2)와 제 5삼방밸브(15-5)가 각각 설치되고, 상기 보조증발기(17-2)를 통과하면서 제상기능을 수행한 냉매를 다시 상기 제 3모세관(16-3)으로 안내하여 팽창시킨 후 상기 주증발기(17-1)로 안내하는 제 6삼방밸브(16-6)를 구비하며, 난방운전시에는 상기 사방밸브(12)를 통하여 상기 증발기(17)쪽으로 흐르는 냉매의 일부를 난방운전중에 상기 주응축기(13-1)의 제상을 위하여 상기 보조응축기(13-2)로 안내하는 솔레노이드밸브(18)가 설치되고, 상기 제 1삼방밸브(15-1)의 난방운전시 입구부에는 상기 보조응축기(13-2)와 상기 증발기(17)를 거친 냉매를 감압팽창시켜 상기 주응축기(13-2)로 보내도록 상기 팽창밸브(14)가 설치되고, 상기 응축기(13)와 증발기(17)에는 제상운전 판단을 위하여 상기 응축기(13)와 증발기(17)의 온도를 감지하는 증발기측 제 1온도감지기(19)와 응축기측 제 2온도감지기(19-1)가 설치된 것을 특징으로 하는 제상기능을 갖춘 냉동장치.