KR0140930B1 - 시분할 이중증발기 사이클의 냉매질량 유량조절을 위한 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시분할 이중증발기 사이클(Time Shared Dual Evaporator Cycle)냉장고에 관한 것으로, 종래에는 냉장실의 단열부하가 점차 감소되면서 냉매질량유량도 점차 감소되지만 주변외부온도가 점차변화될 경우 즉 여름철온도(30℃)에서 가을 가을 또는 겨울철온도(15℃)로 변하면 냉장실증발기(4)에서의 냉매증발온도가 압력스위치(9)의 설정압과 동일할경우 냉장증발기(4)에서의 증발된 냉매가 냉동실모세관(6)에서 압력이 강화되어 냉동실증발기(7)에 유입되는 시간이 길어져서 냉매질량유량은 급격히 줄어들게 되므로서, 상기 여름철온도(30℃)에서 냉동실증발기(7) 입출구측온도가 동일해지도록 주입한 냉매봉입량이 부적합하여 상기 냉동실증발기(7) 입출구측온도는 점차 벌어지게 되어 냉장고내의 열교환량은 감소되면서 압축기운전율은 증가하므로서 소비전력이 상승되는 문제점이 있었다.

본발명은 이와같이 종래 문제점을 해결하기 위하여 냉장고의 응축기 일측에 보조응축기를 구비하고 상기 보조응축기의 입출구측에 체크밸브를 연결하여 냉자고의 단열부하증가 또는 단열부하감소시 질량유량이 증가 또는 감소되게 자동조절 하므로서 압축기운전율에 의한 소비전력증가를 방지할수 있도록 한것으로 냉자고에 적용한다.

Description

시분할 이중증발기 사이클의 냉매질량 유량조절을 위한 응축기

제1도는 종래 냉장고 온도조절을 위한 시분할 이중증발기 사이클 구성도.

제2도는 종래 시분할 이중증발기 사이클의 냉장고 온도 제어과정을 보인 플로우챠트.

제3도는 종래 여름철 주변온도(30℃)에서 냉동실 증발기 입출구온도가 동일하도록 냉매봉입시의 증발기 온도 변화 그래프.

제4도는 종래 가을 및 겨울철 주변온도(15℃)에서 온도차가 발생한 냉동실증발기 입출구의 온도변화그래프.

제5도는 본발명 냉매질량 유량조절을 위한 응축기가 구비된 시분할 이중증발기 사이클 구성도.

제6도는 본발명 시분할 이중증발기 시이클의 냉매질량 유량조절 제어과정을 보인 플로우 챠트.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:압축기2:응축기

3:냉장실모세관4:냉장실증발기

5:액상/기상분리기6:냉동실모세관

7:냉동실증발기8:체크밸브

9:압력스위치10:온/오프밸브

본발명은 시분할 이중증발기 사이클(Time Shared Dual Evaporator Cycle)냉장고에 관한 것으로, 특히 냉장고의 응축기 일측에 보조응축기를 구비하고 상기 보조응축기의 입출구측에 체크밸브를 연결하여 냉장고의 단열부하증가 또는 단열부하감소시 질량유량이 증가 또는 감소되어 냉동실 증발기에 흐르는 질량유량이 모자라 압축기 운전율이 증가하므로서 소비전력이 증가하는것을 방지하도록 한 것이다.

종래 냉장고 온도조절을 위한 시분할 이중증발기 사이클 냉자고는 제1도에 도시된 바와 같이 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 압추된 냉매를 응축시켜 고온의 열을 외부로 방출시키면서 냉매를 액체상태로 변환시키는 응축기(2)와, 상기 액체상태로 변환된 냉매를 냉장실 모세관(3)을 통해 유입받아 이를 증발시켜 냉장실내의 열을 흡수하는 냉장실증발기(4)와, 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉매중 액상냉매와 기상냉매를 분리하는 액상/기상분리부(5)와, 상기 액상/기상분리부(5)에서 분리된 냉매중 액상냉매를 냉동실모세관(6)을 통해 유입받아 이를 증발시켜 냉동실내의 열을 흡수하는 냉동실증발기(7)와, 상기 냉동실증발기(7)에서 증발된 냉매의 압축기흡입압을 체크하여 이를 압축기(1)에 전달하는 체크밸브(8)와, 상기 액상/기상분리부(5)에서 분리된 냉매중 기상냉매의 압축기 흡입압을 체크하여 온/오프밸브(10)를 제어하는 압력스위치(9)와, 압력스위치(9)에서 체크한 압축기 흡입압에 따라 기상냉매가 압축기(1)에 전달되게 조절되는 온/오프밸브(10)로 구성된 것이다.

제2도는 종래 시분할 이중증발기 사이클 냉장고의 온도제어과정을 보인 플로우챠트이다.

이와같이 구성된 종래 냉장고 온도조절을 위한 시분할 이중증발기 사이클 냉장고는 제1도와 제2도에 도시된 바와같이, 먼저 냉장고 운전시 압축기(1)에서 압축된 냉매가 응축기(2)에 유입되면 상기 응축기(2)는 압축되어 유입된 응축하여 외부로 고온의 열을 방출시키면서 액체상태로 변환되므로서 냉장실 모세관(3)을 통해 냉장실증발기(4)에 액체 상태의 냉매가 유입되어 냉장실내의 온도가 적정온도(3℃)가 유지되도록 액체상태의 냉매를 적정온도 보다 낮은 (-1℃~-8℃)온도로 증발시킨다.

이때 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉매가 액상/기상분리부(5)에 유입되어 액상냉매와 기상냉매로 분리되면, 먼저 압력스위치(9)는 상기 액상/기상분리부(5)에서 분리된 냉배중 기상냉매의 압축기 흡입압을 체크하여 압축기흡입압이 만족스러운지를 판단한다.

판단결과 압력스위치(9)에서 체크한 압력기흡입압이 만족스럽지 못하면 온/오프밸브(10)가 오픈되면서 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉비가 압축기(1)에 유입되어 다시 압축된다.

한편, 압력스위치(9)에서 체크한 압축기흡입압이 만족스러우면 상기 온/오프밸브(10)는 압력스위치(9)의 체크결과에 의해 크로스되어 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉매는 압축기(1)에 전달되지 못하고, 냉동실모세관(6)에서 압력이 강하된후 냉동실증발기(7)에 유입되어 냉동실내의 열이 흡수되게 냉매를 일정온도(-24℃)로 증발시켜 냉동실의 온도를 적정온도(-18℃)가 유지되게 한다.

이후, 냉동실증발기(7)에 유입된 냉매가 증발될때 체크밸브(8)는 입구측에 유입된 냉매의 압력을 체크하여 온/오프밸브(10)의 출구측에서 나온는 냉매의 압력보다 크며 체크밸브(8)는 오픈되어 냉동실증발기(7)에서 증발된 냉매를 압축기(1)로 전달하여 다시 압축시킨다.

즉, 냉장고가 정상동작중 냉장실의 단열부하가 증가할경우 압력스위치(9)에서 체크한 냉매의 압축기 흡입압이 오픈된 온/오프밸브(10)를 통해 압축기(1)에 전달되는 시간보다 온/오프밸브(10)가 크로스되어 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉매가 냉동실모세관(6)에 유입되어 압력이 강하되는 시간보다 크므로 질량유량이 점차 증가하기 때문에 냉장실의 단열부하가 감소되며, 상기 냉매가 냉동실모세관(6)에 유입되는 시간이 길경우 냉동실증발기(7)에서 적정온도 보다 낮은온도(-24℃)로 냉매가 증발되어 체크밸브(8)에 의해 증발된 냉매가 압축기(1)에 전달되므로서 질양유량 체크밸브(8)에 의해 증발된 냉매가 압축기(1)에 전달되어 질량유량이 점차 감소된다.

여기서, 냉장고의 냉동실온도(-18℃)와 냉장실온도(3℃)가 안정되게 유지시키기 위해서는 냉동실증발기(7)의 입·출구측의 온도가 동일하도록 냉매봉입량을 적절하게 주입시켜 냉장고의 온도를 적절하게 유지시킨다.

그리고, 냉장실증발기(4)에서 증발되어 온도는 냉장실모세관(3)의 압력강하와 압력스위치(9)의 설정압으로 냉장실 증발온도를 조절하며 냉동실증발기(7)에서 증발되는 온도는 냉동실모세관(6)의 압력강하에 의해 조절된다.

그러나 종래에는 냉장실의 단열부하가 점차 감소되면서 냉매질량유량도 점차 감소되지만 주변외부온도가 점차변화될 경우 즉 여름철온도(30℃)에서 가을 또는 겨울철온도(15℃)로 변하면 냉장실증발기(4)에서의 냉매증발온도가 압력스위치(9)의 설정압과 동일할경우 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉매가 냉동실모세관(6)에서 압력이 강화되어 냉동실증발기(7)에 유입되는 시간이 길어져서 냉매질량유량은 급격히 줄어들게 되므로서, 상기 여름철온도(30℃)에서 냉동실증발기(7) 입출구측온도가 동일해지도록 제3도에서와같이 주입한 냉매보입량이 부적합하여 상기 냉동실증발기(7) 입출구측온도는 제4도에서와같이 점차 벌어지게 되어 냉장고내의 열교환량은 감소되면서 압축기운전율은 증가하므로서 소비전력이 상승되는 문제점이 있었다.

본발명은 이와같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 냉장고의 응축기 일측에 보조응축기를 구비하고 상기 보조응축기의 입출구측에 체크밸브를 연결하여 냉장고의 단열부하증가 또는 단열부하감소시 질량유량이 증가 또는 감소되게 자동조절 하므로서 압축기운전율에 의한 소비전력증가를 방지할수 있도록 한것으로 첨부된 도면에 의하여 본발명의 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 본발명 냉매질량유량조절을 위한 시분할 이중증발기 사이클 냉장고는 제5도에 도시된 바와같이 응축기(2)에서 응축된 냉매가 냉장실모세관(3)에 유입될때 응축기(2)출구측에서 나오는 냉매질량유량을 체크하는 응축기출구 체크밸브(11)와, 상기 체크결과 응축기(2)출구측에서 나오는 냉매질량유량이 많을경우 일정량의 냉매를 정장하는 보조응축기(12)와, 상기 압축기(1)에서 압축된 냉매가 응축기(2)에 유입되어 응축될 때 응축기(2)에서 나오는 냉매질량유량이 적을경우 보조응축기(12)에 저장된 냉매를 응축기(2)에 공급하는 응축기입구 체크밸브(13)로 구성된 것으로 종래 제1도에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 중복되는 설명을 생략하였다.

한편 제6도는 본발명 시분할 이중증발기 사이클 냉장고의 냉매질량유량 조절제어과정을 보인 플로우챠트로서, 냉장시 단열부하가 증가 또는 감소될때 냉매질량유량을 보조응축기(12)에 저장 또는 응에 공급하여 압축기운전율에 의한 소비전력 상승을 방지할 수 있도록 한것이다.

이와같이 구성된 본발명의 작용효과는 제5도와 제6도에 도시된 바와같이 먼저 냉장고 운전시 압축기(1)에서 압축된 냉매가 응축기(2)에 유입되면 상기 응축기(2)는 압축된 냉매를 응축하여 외부로 고온의 열을 방출시키면서 액체상태로 변환되므로서 상기 응축된 냉매는 냉장실 모세관(3)을 통해 입력강하되어 냉장실증발기(4)에 유입되어 냉장실내의 온도가 적정온도가 적정온도를 유지하도록 유입된 냉매를 적정온도보다 낮은 온도로 증발된다.

이후 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉매는 액상/기상분리부(5)에서 액상냉매와 기상냉매로 분리되면서 압력스위치(9)에서 체크한 압축기흡입압에 따라 냉동실증발기(7)는 냉동실모세관(6)에서 압력강화된 액상냉매를 유입받아 냉동실내의 온도가 적정온도를 유지할수 있게 유입된 냉매를 적정온도보다 낮은 온도로 증발시킨다.

이때, 냉장고가 정상동작중 냉동실 단열 부하가 증가하여 냉매질량유량이 증가하면, 응축기(2)의 입구측으로 유입되는 냉매압력이 보조응축기(12)의 출구측에서 나오는 냉매압력보다 크고, 응축기(2)의 출구측으로 나오는 냉매압력이 보조응축기(12)의 입구측으로 유입되는 냉매압력보다 크므로 응축기출구 체크밸브(11)는 오픈되어 상기 응축기(2)에서 응축되어 나오는 냉매질량유량은 보조응축기(12)로 유입되어 일정량저장 되므로서 응축기(2)의 출구측에서 나오는 냉매압력과 보조응축기(12)의 입구측에 유입되는 냉매압력이 도일하면 응축기출구 체크밸브(11)는 크로스되어 응축기(2)에서 응축되어 나오는 냉매질량유량은 보조응축기(12)의 입구측에 유입되는 냉매압력이 동일하면 응축기출구 체크밸브(11)는 크로스되어 응축기(2)에서 응축된 냉미가 내장실모세관(3)을 통해 냉장실증발기(4)에 유입되어 냉장실온도를 적정온도가 되게 유지시킨다.

한편, 냉동실 단열부하가 감소하여 냉매질량유량이 감소하면 상기 응축기(2)의 입구측에 유입되는 냉매압력이 보조응축기(12)의 출구측에서 나오는 냉매압력보다 작고, 상기 응축기(2)의 출구측에서 나오는 냉매압력이 보조응축기(12)의 입구측에 유입되는 냉매압력보다 작으므로 상기 응축기 출구 체크밸브(11)는 크로스시키고, 응축기 입력 테크밸브(13)는 오픈시켜 보조응축기(12)에 저장된 냉매가 응축기(2)에 공급되므로서 압축기운정율이 증가하지 않아 소비전력이 상승되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 냉장고의 응축기 일측에 보조응축기를 구비하고 상기 보조응축기의 입출구측에 체크벨브를 연결하여 냉장고의 단열부하증가 또는 단열부하감소시 질량유랴이 증가 또는 감소되게 자동조절 하므로서 압축기운전율에 의한 소비전력증가를 방지할 수 있어 제품의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 압축된 냉매를 응축시켜 고온의 열을 외부로 방출시키면서 냉매를 액체상태로 변환시키는 응축기(2)와, 상기 액체상태로 변환된 냉매를 냉장실모세관(3)을 통해 유입받아 이를 증발시켜 냉장실내의 열을 흡수하는 냉장실증발기(4)와, 냉장실증발기(4)에서 증발된 냉매중 액상냉매와 기상냉매를 분리하는 액상/기상분리부(5)와, 상기 액상/기상분리부(5)에서 분리된 냉매중 액상냉매를 냉동실모세관(6)을 통해 유입받아 이를 증발시켜 냉동실내의 열을 흡수하는 냉동실증발기(7)와, 상기 냉동실증발기(7)에서 증발된 냉매의 압축기흡입압을 체크하여 이를 압축기(1)에 전달하는 체크밸브(8)와, 상기 액상/기상분리부(5)에서 분리된 냉매중 기상냉매의 압축기 흡입압을 체크하여 온/오프밸브(10)를 제어하는 압력스위치(9)와, 압력스위치(9)에서 체크한 압축기 흡입압에 따라 기상냉매가 압축기(1)에 전달되게 조절되는 온/오프밸브(10)로 구성된 시분할 이중증발기 사이클 냉장고에 있어서, 냉매질량유량을 조절하기 위해 응축기(2)에서 응축된 냉매가 냉장실모세관(3)에 유입될때 응축기(2)출구측에서 나오는 냉매질량유량을 체크하는 응축기출구 체크밸브(11)와, 상기 체크결과 응축기(2)출구측에서 나오는 냉매질량유량이 많을경우 일정량의 냉매를 저장하는 보조응축기(12)와, 상기 압축기(1)에서 압축된 냉매가 응축기(2)에서 유입되어 응축될때 응축기(2)에서 나오는 냉매질량유량이 적을경우 보조응축기(12)에 저장된 냉매를 응축기(2)에 공급하는 응축기입구측 체크배브(13)로 구성된 것을 특징으로한 시분할 이중증발기 사이클의 냉매질량유량 조절을 위한 응축기.