KR100208017B1 - Multiple hear exchanger and stirring refrigerator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 열교환기 및 그를 사용한 스터링 냉장고에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 스터링 냉동기와 다중 열교환기를 이용하여 냉동실 및 냉장실의 고내 온도를 독립적으로 제어하므로써 고내의 온도를 효과적으로 제어할 수 있도록 한 다중 열교환기 및 그를 사용한 스터링 냉장고에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple heat exchanger and a sterling refrigerator using the same, and more particularly, by using one sterling refrigerator and multiple heat exchangers to independently control the temperatures in the freezer compartment and the refrigerating compartment to effectively control the temperature in the refrigerator. It relates to a multiple heat exchanger and a sterling refrigerator using the same.

이에 따라, 본 발명의 다중 열교환기는 냉동기의 저온부와 열교환을 하는 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기의 외부에 배치되어 상기 내부 열교환기와 열교환하는 적어도 하나 이상의 외부 열교환기를 구비하여, 상기 냉동기의 냉열을 전달받아 두가지 이상의 온도대를 가지고 서로 다른 둘 이상의 공간을 각기 다른 온도로 냉각시킬 수 있도록 구성되며, 상기 다중 열교환기를 사용한 스터링 냉장고는 스터링 냉동기와, 열교환 매체로서의 브라인과, 브라인 순환 파이프와, 브라인 순환 펌프와, 냉각 열교환기와, 냉각팬과, 냉동실 및 냉장실내 공기의 온도를 감지하기 위한 온도 감지 수단과, 상기 구성 부재들을 제어하는 제어부를 포함하여서 이루어진 스터링 냉장고에 있어서, 상기 냉동기의 저온부에는 상기 저온부와 직접 열교환하는 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기와 열교환하는 외부 열교환기로 구성되는 이중 열교환기가 설치되고, 상기 내부 열교환기는 냉동실내의 냉각 열교환기에 연결되어 냉동실내의 공기와 열교환되고, 외부 열교환기는 냉장실내의 냉각 열교환기에 연결되어 냉장실내의 공기와 열교환됨을 특징으로 한다.Accordingly, the multiple heat exchanger of the present invention includes an internal heat exchanger for exchanging heat with a low temperature part of the refrigerator, and at least one external heat exchanger disposed outside the internal heat exchanger to exchange heat with the internal heat exchanger, thereby transferring cold heat of the refrigerator. It is configured to cool two or more different spaces with two or more temperature zones at different temperatures, and the Stirling refrigerator using the multiple heat exchanger includes a stir freezer, a brine as a heat exchange medium, a brine circulation pipe, and a brine circulation pump. And a cooling heat exchanger, a cooling fan, temperature sensing means for sensing a temperature of air in a freezer compartment and a refrigerating compartment, and a controller for controlling the constituent members, wherein the low temperature portion of the freezer includes the low temperature portion; Internal heat bridge And a double heat exchanger comprising an external heat exchanger configured to exchange heat with the internal heat exchanger, wherein the internal heat exchanger is connected to a cooling heat exchanger in a freezer compartment to exchange heat with air in the freezer compartment, and the external heat exchanger is connected to a cooling heat exchanger in a refrigerating compartment to provide a It is characterized in that the heat exchange with the air.

Description

다중 열교환기 및 그를 사용한 스터링 냉장고Multiple heat exchangers and sterling refrigerators using them

본 발명은 다중 열교환기 및 그를 사용한 스터링 냉장고에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 스터링 냉동기와 다중 열교환기를 이용하여 냉동실 및 냉장실의 온도를 독립적으로 제어하므로써 고내의 온도를 효과적으로 제어할 수 있도록 한 다중 열교환기 및 그를 사용한 스터링 냉장고에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple heat exchanger and a sterling refrigerator using the same, and more particularly, by using a single sterling refrigerator and a multiple heat exchanger to independently control the temperatures of the freezer compartment and the refrigerator compartment, the multiple A heat exchanger and a sterling refrigerator using the same.

통상의 냉장고는 랭킨 사이클을 이용하여 밀폐된 파이프내에 냉매를 순환시켜 공기를 냉각하고 있는바, 압축기에서 압축된 냉매를 응축기에서 응축시키고 팽창 밸브와 증발기를 통과시키면서 증발시키므로써 증발기를 냉각시키는 한편, 증발기 주위에서 열교환되어 차가워진 공기를 공기 순환용 팬에 의하여 냉동실과 냉장실에로 순환시키는 과정으로 냉각이 행하여지며, 이때 증발기 주위의 공기는 증발기를 지나면서 냉매에 증발열을 제공하고 자기 자신은 냉각된다.Conventional refrigerators use a Rankine cycle to circulate refrigerant in closed pipes to cool the air, thereby condensing the refrigerant compressed in the compressor in a condenser and evaporating it through an expansion valve and an evaporator to cool the evaporator. Cooling is performed by circulating the cold air heat exchanged around the evaporator into the freezer compartment and the refrigerating compartment by means of an air circulation fan, wherein the air around the evaporator passes through the evaporator to provide the heat of evaporation to the refrigerant and cools itself. .

상기한 바와 같은 종래의 냉장고는 냉매(CFC 계열의 R-12)가 대기 오존층을 파괴하는 등 대기오염에 심각한 악영향을 끼치게 되므로 최근 이러한 냉매의 사용을 규제하고 있고, 이에 따라 대체 냉매의 개발과 더불어 새로운 방식의 냉장고가 필요하게 되었다.In the conventional refrigerator as described above, since the refrigerant (C-12 series R-12) has a serious adverse effect on the air pollution such as destroying the atmospheric ozone layer, the use of such refrigerants is recently regulated, and as a result, the development of alternative refrigerants A new type of refrigerator is needed.

이에 따라, 스터링 사이클을 적용한 스터링 사이클 모듈을 냉각기로 이용한 스터링 냉장고가 제안되었던바, 제1도는 상기한 종래의 스터링 냉장고를 도시한 것이고, 제2도는 상기 스터링 냉장고에 사용되는 스터링 냉동기를 도시한 것이다.Accordingly, a stirling refrigerator using a stiring cycle module to which a stiring cycle is applied as a cooler has been proposed. FIG. 1 shows a conventional stirling refrigerator, and FIG. 2 shows a stirling refrigerator used for the stirling refrigerator. .

제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 실린더형 팽창 공간(27)과 압축 공간(35)내에는 피스톤(29)와 (37)이 설치되며, 상기 팽창 공간(27)과 압축 공간(35) 내에는 헬륨 가스 등의 작동 매체가 충진되어 있고, 상기 팽창 공간(27)의 주위로는 냉각 열교환부(55)가 설치되며, 상기 피스톤(29, 37)들은 왕복 기구(39)에 의해 90°의 위상차를 갖고 작동된다.As shown in FIGS. 1 and 2, pistons 29 and 37 are provided in the cylindrical expansion space 27 and the compression space 35, and the expansion space 27 and the compression space ( A working medium such as helium gas is filled in the 35, and a cooling heat exchanger 55 is installed around the expansion space 27, and the pistons 29 and 37 are driven by the reciprocating mechanism 39. It operates with a phase difference of 90 °.

상기와 같이 구성된 스터링 냉동기(1)의 상기 냉각 열교환부(55)는 냉장고의 냉동실에 설치되어 있는 냉각 열교환기(5)와 순환 파이프(9)를 통해 연통되고, 상기 순환 파이프(9) 및 냉각 열교환기(5)에는 열교환 매체가 충진되는바, 상기 열교환 매체는 냉각 열교환부(55)를 지나면서 냉각되어 순환 파이프(9)를 통해 고내의 냉각 열교환기(5)로 이동되고, 여기에서 고내 공기와 열교환이 이루어지며, 냉열을 빼앗긴 열교환 매체는 순환 파이프(9)를 통해 다시 냉각 열교환부(55)로 유입된다.The cooling heat exchanger 55 of the Stirling refrigerator 1 configured as described above communicates with the cooling heat exchanger 5 installed in the freezer compartment of the refrigerator through the circulation pipe 9, and the circulation pipe 9 and the cooling unit. The heat exchanger 5 is filled with a heat exchange medium. The heat exchange medium is cooled while passing through the cooling heat exchanger 55 and is moved to the cooling heat exchanger 5 in the furnace through the circulation pipe 9, where the inside The heat exchange with the air is made, and the heat exchange medium which is deprived of the cold heat flows back into the cooling heat exchange part 55 through the circulation pipe 9.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 스터링 냉장고는 냉동기 냉각 열교환부에서 열교환을 하여 고내로 냉기를 전달할 때, 고내로 전달된 냉기는 냉동기의 저온부(팽창 공간)와 비슷한 온도(보통은 조금 높은 온도)를 가진다. 그러므로 만약 냉장실과 냉동실을 모두 구비한 냉장고에 종래 기술을 적용한다면 고내로 들어오는 냉기의 온도는 냉동실 온도에 맞추어져야 하며, 냉장실의 온도는 냉기 순환부의 조절을 통하여 이루어져야만 한다.In the conventional Stirling refrigerator having the configuration as described above, when the heat exchanger in the refrigerator cooling heat exchanger transfers cold air into the refrigerator, the cold air delivered into the refrigerator has a temperature similar to the low temperature part (expansion space) of the refrigerator (usually a little high temperature). Have Therefore, if the prior art is applied to a refrigerator having both a refrigerator compartment and a freezer compartment, the temperature of the cold air entering the inside of the refrigerator should be adjusted to the freezer compartment temperature, and the temperature of the refrigerator compartment should be achieved through the control of the cold air circulation unit.

이렇게 되면, 냉동실과 냉장실이 공간적으로 독립되지 못하여 냉장실 고내의 온도 변화가 크게 되고, 상기 냉장실을 식품 보관에 필요한 고습한 환경으로 만들어 줄 수 없게 된다.In this case, the freezer compartment and the refrigerating compartment are not spatially independent, so that the temperature change in the refrigerating compartment is large, and the refrigerator compartment cannot be made into the high humidity environment required for food storage.

본 발명은 상기한 종래 스터링 냉장고의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 스터링 냉동기와 다중 열교환기를 이용하여 냉동실 및 냉장실의 고내 온도를 독립적으로 제어하므로써 고내의 온도를 효과적으로 제어할 수 있도록 한 다중 열교환기 및 그를 사용한 스터링 냉장고를 제공함을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems of the conventional sterling refrigerator, by using a single sterling refrigerator and multiple heat exchangers to independently control the temperature in the freezer compartment and the refrigerator compartment by the multiple heat exchanger to effectively control the temperature in the refrigerator And a stirling refrigerator using the same.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다중 열교환기는 냉동기의 저온부와 열교환을 하는 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기의 외부에 배치되어 상기 내부 열교환기와 열교환하는 적어도 하나 이상의 외부 열교환기를 구비하여, 상기 냉동기의 냉열을 전달받아 두가지 이상의 온도대를 가지고 서로 다른 둘 이상의 공간을 각기 다른 온도로 냉각시킬 수 있도록 구성되며, 상기 다중 열교환기를 사용한 스터링 냉장고는 스터링 냉동기와, 열교환 매체로서의 브라인과, 브라인 순환 파이프와, 브라인 순환 펌프와, 냉동실 및 냉장실내의 공기를 냉각하기 위한 냉각 열교환기와, 냉동실 및 냉장실내의 공기를 순환시키기 위한 냉각팬과, 냉동실 및 냉장실내 공기의 온도를 감지하기 위한 온도 감지 수단과, 상기 구성 부재들을 제어하는 제어부를 포함하여서 이루어진 스터링 냉장고에 있어서, 상기 냉동기의 저온부에는 상기 저온부와 직접 열교환하는 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기와 열교환하는 외부 열교환기로 구성되는 이중 열교환기가 설치되고, 상기 내부 열교환기는 냉동실내의 냉각 열교환기에 연결되어 냉동실내의 공기와 열교환되고, 외부 열교환기는 냉장실내의 냉각 열교환기에 연결되어 냉장실내의 공기와 열교환됨을 특징으로 한다.The multiple heat exchanger for achieving the object of the present invention includes an internal heat exchanger for heat exchange with the low temperature portion of the refrigerator, and at least one external heat exchanger disposed outside the internal heat exchanger to exchange heat with the internal heat exchanger. It is configured to receive cold heat and to cool two or more different spaces with two or more temperature zones at different temperatures. The Stirling refrigerator using the multiple heat exchangers includes a sterling freezer, a brine as a heat exchange medium, a brine circulation pipe, A brine circulation pump, a cooling heat exchanger for cooling air in the freezer compartment and a refrigerating compartment, a cooling fan for circulating air in the freezer compartment and a refrigerating compartment, temperature sensing means for sensing the temperature of air in the freezer compartment and a refrigerating compartment, Including a control unit for controlling the components In the Stirling refrigerator comprising a double heat exchanger consisting of an internal heat exchanger for directly exchanging heat with the low temperature portion, an external heat exchanger for exchanging heat with the internal heat exchanger, the internal heat exchanger is connected to a cooling heat exchanger in a freezer compartment Heat exchange with the air in the freezer compartment, the external heat exchanger is connected to the cooling heat exchanger in the refrigerating compartment is characterized in that the heat exchange with the air in the refrigerating compartment.

제1도는 일반적인 스터링 냉장고의 구성도.1 is a block diagram of a general sterling refrigerator.

제2도는 제1도의 스터링 냉동기의 요부 확대 단면도.2 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the sterling refrigerator of FIG.

제3도는 본 발명에 따른 스터링 냉장고의 개략 구성도.3 is a schematic configuration diagram of a stirling refrigerator according to the present invention.

제4도는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 열교환기의 개략 사시도.4 is a schematic perspective view of a dual heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 열교환기의 개략 사시도.5 is a schematic perspective view of a multiple heat exchanger according to another embodiment of the present invention.

제6도는 본 발명에 따른 스터링 냉장고의 냉각 제어 플로우차트.6 is a cooling control flowchart of a stirling refrigerator according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 스터링 냉동기 2 : 이중 열교환기1: Stirring Refrigerator 2: Double Heat Exchanger

2a : 내부 열교환기 2b : 외부 열교환기2a: internal heat exchanger 2b: external heat exchanger

5, 6 : 냉각 열교환기 F1, F2 : 냉각팬5, 6: cooling heat exchanger F1, F2: cooling fan

9, 10 : 브라인 순환 파이프 14 : 열 전도도 감소층9, 10: brine circulation pipe 14: thermal conductivity reducing layer

P1, P2 : 브라인 순환 펌프 20 : 제어부P1, P2: brine circulation pump 20: control unit

이하, 본 발명에 따른 이중 열교환기를 적용한 스터링 냉장고를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a Stirling refrigerator using a double heat exchanger according to the present invention will be described in detail as follows.

첨부도면에 관련된, 다음의 상세한 설명에서 동일한 구성 부재에는 동일한 참조부호를 부여하였다.In the following detailed description of the accompanying drawings, like reference numerals refer to like elements.

제3도는 본 발명의 이중 열교환기가 설치된 스터링 냉장고의 개략 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of a Stirling refrigerator provided with a double heat exchanger of the present invention.

냉동실(3)과 냉장실(4)로 이루어지는 고내와 열적으로 차단된 위치(기계실)에는 스터링 냉동기(1)가 설치되고, 상기 냉동기(1)의 저온부(팽창 공간)에는 이중 열교환기(2)가 설치되며, 냉동실(3)과 냉장실(4)내에는 냉각 열교환기(5, 6)와 냉각팬(F1, F2)이 각각 설치되고, 상기 이중 열교환기(2)와 냉각 열교환기(5, 6)는 브라인 순환 파이프(9, 10)에 의해 각각 연결된다.A sterling refrigerator 1 is installed at the inside of the freezer compartment 3 and the refrigerating compartment 4 and in a thermally blocked position (machine compartment). A double heat exchanger 2 is provided at a low temperature portion (expansion space) of the refrigerator 1. Cooling heat exchangers 5 and 6 and cooling fans F1 and F2 are respectively installed in the freezing compartment 3 and the refrigerating compartment 4, respectively, and the double heat exchanger 2 and the cooling heat exchangers 5 and 6 are provided. Are connected by brine circulation pipes 9, 10, respectively.

한편, 상기 냉동실(3)과 냉장실(4)에는 고내 공기의 온도를 감지하기 위한 써미스터(미도시)가 설치되며, 이중 열교환기(2)의 표면에는 그의 표면 온도를 감지하기 위한 써미스터(미도시)가 각각 설치된다.Meanwhile, a thermistor (not shown) is installed in the freezer compartment 3 and the refrigerating compartment 4, and a thermistor (not shown) for sensing the surface temperature of the double heat exchanger 2 is installed on the surface of the double heat exchanger 2. Are installed respectively.

또한, 상기 스터링 냉장고는 냉동실 써미스터와 이중 열교환기 써미스터에 의해 감지된 냉동실(3) 고내 온도와 이중 열교환기(2)의 표면 온도에 따라 냉동기(1)의 구동을 제어하는 제어부(20)를 구비한다.In addition, the Stirling refrigerator has a control unit 20 for controlling the operation of the refrigerator 1 according to the temperature inside the freezer compartment 3 and the surface temperature of the dual heat exchanger 2 detected by the freezer compartment thermistor and the dual heat exchanger thermistor. do.

제4도는 상기한 이중 열교환기를 도시한 것으로, 상기 이중 열교환기는 열교환기 두 개를 결합시켜 구성한 것이다.Figure 4 shows the above double heat exchanger, the double heat exchanger is configured by combining two heat exchangers.

내측에 있는 내부 열교환기(2a)는 브라인 순환 파이프(9)를 통해 냉동실(3)내의 냉각 열교환기(5)에 연결되는 것으로, 냉동기(1)의 저온부(C)와 열전달이 효율적으로 이루어지도록 냉동기 저온부(C)에 설치되며, 상기 내부 열교환기(2a)의 표면에는 그의 표면 온도를 감지하기 위한 써미스터가 설치된다.The inner heat exchanger 2a inside is connected to the cooling heat exchanger 5 in the freezer compartment 3 through a brine circulation pipe 9 so that the heat transfer with the low temperature part C of the freezer 1 can be efficiently performed. The refrigerator is installed in the low temperature part C of the refrigerator, and a thermistor for sensing the surface temperature thereof is installed on the surface of the internal heat exchanger 2a.

한편, 상기 내부 열교환기(2a)의 외측에 부착되어 있는 외부 열교환기(2b)는 브라인 순환 파이프(10)를 통해 냉장실(4)내의 냉각 열교환기(6)에 연결되는 것으로, 외부 열교환기(2b)는 열 전도도 감소층(14)을 개재하여 내부 열교환기(2a)에 부착된다.On the other hand, the external heat exchanger (2b) attached to the outside of the internal heat exchanger (2a) is connected to the cooling heat exchanger (6) in the refrigerating chamber (4) through the brine circulation pipe 10, the external heat exchanger ( 2b) is attached to the internal heat exchanger 2a via the thermal conductivity reducing layer 14.

상기 내부 열교환기(2a)와 외부 열교환기(2b)에는 냉동기 저온부(C)의 냉열을 냉각 열교환기(5) 또는 (6)에 전달하기 위한 브라인 유출구(2a', 2b')와, 상기 냉각 열교환기(5) 또는 (6)에서 고내 공기와 열교환이 이루어진 브라인이 유입되는 브라인 유입구(2a, 2b)가 각각 형성되며, 브라인 유출구(2a', 2b')와 브라인 유입구(2a, 2b)는 브라인 순환 파이프(9, 10)에 의해 고내의 냉각 열교환기(5, 6)에 각각 연결되고, 냉각 열교환기(5, 6)와 이중 열교환기(2)를 연결하는 브라인 순환 파이프(9, 10)에는 브라인을 순환시키기 위한 브라인 순환 펌프(P1, P2)가 설치된다.The internal heat exchanger (2a) and the external heat exchanger (2b) has brine outlets (2a ', 2b') for transmitting the cold heat of the freezer cold portion (C) to the cooling heat exchanger (5) or (6), and the cooling In the heat exchanger (5) or (6), brine inlets (2a, 2b) through which the brine having heat exchanged with the air inside the inflow are formed, respectively, and the brine inlets (2a ', 2b') and brine inlets (2a, 2b) Brine circulation pipes 9 and 10 connected to the cooling heat exchangers 5 and 6 in the furnace by the brine circulation pipes 9 and 10, respectively, and connecting the cooling heat exchangers 5 and 6 and the double heat exchanger 2. ) Is installed brine circulation pumps (P1, P2) for circulating the brine.

제5도는 제4도의 이중 열교환기의 개념을 적용하여 구성한 다중 열교환기를 도시한 것으로, 상기 다중 열교환기(2')는 냉동기의 저온부(C)와 열교환을 하는 내부 열교환기(2a)와, 상기 내부 열교환기(2a)의 외부에 배치되어 상기 내부 열교환기(2a)와 열교환하는 적어도 하나 이상의 외부 열교환기(2b, 2c, …)를 구비하여 구성되며, 나머지 다른 구성은 상기 이중 열교환기(2)와 동일하다.FIG. 5 illustrates a multiple heat exchanger configured by applying the concept of the dual heat exchanger of FIG. 4, wherein the multiple heat exchanger 2 'includes an internal heat exchanger 2a that exchanges heat with a low temperature part C of the refrigerator, and At least one external heat exchanger (2b, 2c, ...) disposed outside the internal heat exchanger (2a) to exchange heat with the internal heat exchanger (2a), the other configuration is the dual heat exchanger (2) Same as).

이에 따라, 냉동기의 운전시 냉동기 저온부(C)에서 생성된 냉열은 상기 저온부(C)에 설치된 내부 열교환기(2a)와 전도 현상에 의해 열전달이 이루어진다. 이때, 열전달이 이루어지는 온도는 냉동실(3) 고내 온도(정상 상태에서 -18

Figure kpo00002
)를 유지시킬 수 있는 -22
Figure kpo00003
Figure kpo00004
-25
Figure kpo00005
이다.Accordingly, the cold heat generated in the freezer low temperature unit C during the operation of the freezer is heat transfer by the conduction phenomenon with the internal heat exchanger 2a installed in the low temperature unit C. At this time, the temperature at which heat is transferred is -18 in the freezer compartment 3 (normal state at room temperature).
Figure kpo00002
-22 capable of maintaining
Figure kpo00003
Figure kpo00004
-25
Figure kpo00005
to be.

그리고, 내부 열교환기(2a)내에서 냉각된 브라인은 순환 펌프(P1)에 의해 냉동실 고내 냉각 열교환기(5)로 이동되며, 상기 냉각 열교환기(5)의 냉열에 의해 냉동실 고내 공기가 냉각된다.And, the brine cooled in the internal heat exchanger (2a) is moved to the freezing compartment in-chamber cooling heat exchanger (5) by the circulation pump (P1), the air in the freezer compartment is cooled by the cold heat of the cooling heat exchanger (5). .

한편, 이중 열교환기의 내부 열교환기(2a)에 열 전도도 감소층(14)을 개재하여 부착된 외부 열교환기(2b)는 내부 열교환기(2a)와 전도 현상에 의해 열교환을 하게 되며, 이때, 외부 열교환기(2b)는 냉장실(4) 고내 온도를 약 3

Figure kpo00006
Figure kpo00007
5
Figure kpo00008
로 일정하게 유지시킬 수 있도록 1
Figure kpo00009
Figure kpo00010
0
Figure kpo00011
의 온도를 갖게 된다.On the other hand, the external heat exchanger (2b) attached to the internal heat exchanger (2a) of the dual heat exchanger via the thermal conductivity reduction layer 14, the heat exchange with the internal heat exchanger (2a) by the conduction phenomenon, at this time, The external heat exchanger (2b) has a temperature in the refrigerator compartment (4) about 3
Figure kpo00006
Figure kpo00007
5
Figure kpo00008
To be kept constant as 1
Figure kpo00009
Figure kpo00010
0
Figure kpo00011
Will have a temperature of

여기에서, 내부 열교환기(2a)와 외부 열교환기(2b) 사이에 열 전도도 감소층(14)을 개재하는 것은 냉장실(4) 고내 온도를 유지하기 위한 외부 열교환기(2b)의 온도가 냉동실(3) 고내 온도를 유지하기 위한 내부 열교환기(2a)의 온도보다 훨씬 높은 온도를 가져야 하기 때문이며, 내부 열교환기(2a)와 외부 열교환기(2b) 사이에 열 전도도 감소층(14)을 개재한다는 것은 물리적, 공간적인 의미에만 국한되지 않고, 그와 비슷한 효과를 주면 된다는 의미이다.Here, interposing the heat conductivity reducing layer 14 between the internal heat exchanger 2a and the external heat exchanger 2b is such that the temperature of the external heat exchanger 2b for maintaining the internal temperature of the refrigerating compartment 4 is increased in the freezer compartment ( 3) The temperature must be much higher than the temperature of the internal heat exchanger 2a to maintain the internal temperature, and the thermal conductivity reducing layer 14 is interposed between the internal heat exchanger 2a and the external heat exchanger 2b. It is not limited to the physical and spatial meanings, but means to have a similar effect.

외부 열교환기(2b)의 열교환시 온도는 내부 열교환기(2a)와 외부 열교환기(2b) 사이에 삽입되는 열 전도도 감소층(14)의 열 전도도, 두께, 및 외부 열교환기의 재질 또는 전열 면적에 의해 다르게 설정될 수 있다.The temperature at the time of heat exchange of the external heat exchanger 2b is determined by the thermal conductivity, the thickness of the thermal conductivity reducing layer 14 inserted between the internal heat exchanger 2a and the external heat exchanger 2b, and the material or heat transfer area of the external heat exchanger. Can be set differently.

이렇게 열교환이 이루어진 외부 열교환기(2b)는 냉동실(3)의 경우와 동일한 과정을 거쳐서 냉장실 고내로 냉열을 전달하게 된다.The external heat exchanger 2b in which the heat exchange is performed is transferred to the cold compartment in the refrigerating chamber through the same process as in the case of the freezing chamber 3.

이하, 제6도를 참조로하여 냉동실과 냉장실의 고내 온도 및 냉동기를 제어하기 위한 제어부의 제어 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to Figure 6 will be described in detail the control method of the control unit for controlling the temperature inside the freezer compartment and the freezer compartment and the freezer.

먼저, 냉장실(4)에 있어서 상기 제어부(20)는 냉장실 써미스터(미도시)에 의해 감지된 냉장실(4) 고내 온도가 설정 온도(약 3

Figure kpo00012
) 이하인가를 판단하여(S10), 냉장실(4) 고내 온도가 설정 온도 이상일 경우에는 냉장실 팬(F2)과 냉장실 브라인 순환 펌프(P2)를 온시키고(S20), 냉장실(4) 고내 온도가 설정 온도 이하일 경우에는 냉장실 팬(F2)과 냉장실 브라인 순환 펌프(P2)를 오프시킨다(S30).First, in the refrigerating chamber 4, the control unit 20 has a temperature inside the refrigerating chamber 4 detected by a refrigerating chamber thermistor (not shown) at a set temperature (about 3).
Figure kpo00012
If the temperature in the refrigerator compartment 4 is higher than the set temperature, the refrigerator compartment fan F2 and the refrigerator brine circulation pump P2 are turned on (S20), and the temperature inside the refrigerator compartment 4 is set. When the temperature is lower than the refrigerator compartment fan F2 and the refrigerator compartment brine circulation pump P2 are turned off (S30).

한편, 냉동실(3)에 있어서 상기 제어부(20)는 냉동실 써미스터(미도시)에 의해 감지된 냉동실(3) 고내 온도가 설정 온도(약 -18

Figure kpo00013
) 이하인가를 판단하여(S40), 상기 단계(S40)에서 냉동실(3) 고내 온도가 설정 온도 이하로 판단되면 냉동실 냉각팬(F1)과 브라인 순환 펌프(P1)를 오프시킨 후(S50) 단계 S80으로 진행하고, 상기 단계(S40)에서 냉동실(3) 고내 온도가 설정 온도 이상일 때에는 냉동실 냉각팬(F1)과 브라인 순환 펌프(P1)를 온시킨후(S60), 냉동실 써미스터(미도시)에 의해 감지되는 냉동실(3) 고내 온도에 따라 냉동기(1)의 출력을 제어한다(S70).On the other hand, in the freezer compartment 3, the control unit 20 has a temperature inside the freezer compartment 3 detected by a freezer thermistor (not shown) at a set temperature (about -18).
Figure kpo00013
In step S40, if the internal temperature of the freezer compartment 3 is determined to be lower than or equal to the set temperature, the freezer compartment cooling fan F1 and the brine circulation pump P1 are turned off (S50). When the temperature in the freezer compartment 3 is higher than the set temperature in step S40, the freezer compartment cooling fan F1 and the brine circulation pump P1 are turned on (S60), and then the freezer thermistor (not shown). The output of the freezer 1 is controlled according to the freezing temperature of the freezer compartment 3 sensed by the step (S70).

단계(S80)에서는 이중 열교환기(2)의 내부 열교환기(2a)에 부착되어 있는 써미스터(미도시)를 통해 감지된 내부 열교환기(2a)의 표면 온도가 냉동실(3) 고내 온도를 설정 온도(-18

Figure kpo00014
)로 유지하기 위한 설정 온도(약 -22
Figure kpo00015
Figure kpo00016
-25
Figure kpo00017
Figure kpo00018
) 이하인가를 판단하고, 내부 열교환기(2a)의 표면 온도가 설정 온도(약 -22
Figure kpo00019
Figure kpo00020
-25
Figure kpo00021
) 이하일 경우에는 상기 냉동기(1)를 아이들링(idling)시키고(S90), 내부 열교환기(2a)의 표면 온도가 설정 온도(약 -22
Figure kpo00022
Figure kpo00023
-25
Figure kpo00024
) 이상일 경우에는 내부 열교환기 써미스터(미도시)에 의해 감지된 내부 열교환기(2a)의 표면 온도에 따라 냉동기(1)의 출력을 제어한다(S100).In step S80, the surface temperature of the internal heat exchanger 2a detected by the thermistor (not shown) attached to the internal heat exchanger 2a of the dual heat exchanger 2 sets the temperature in the freezer compartment 3 inside the set temperature. (-18
Figure kpo00014
Set temperature (about -22) to maintain
Figure kpo00015
Figure kpo00016
-25
Figure kpo00017
Figure kpo00018
The internal temperature of the internal heat exchanger 2a
Figure kpo00019
Figure kpo00020
-25
Figure kpo00021
) Or less, the refrigerator 1 is idled (S90), and the surface temperature of the internal heat exchanger 2a is a set temperature (about -22).
Figure kpo00022
Figure kpo00023
-25
Figure kpo00024
) Or more, the output of the refrigerator 1 is controlled according to the surface temperature of the internal heat exchanger 2a sensed by the internal heat exchanger thermistor (not shown) (S100).

이에 따라, 요구되는 고내 온도가 서로 다른 냉동실 및 냉장실의 고내 온도를 효과적으로 제어할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to effectively control the internal temperatures of the freezer compartment and the refrigerating compartment having different required internal temperatures.

본 발명에 있어서 상기한 이중 열교환기는 스터링 냉동기를 열원으로 사용하는 스터링 냉장고에 적용하였지만, 이러한 이중 열교환기는 스터링 냉동기가 아닌 다른 냉동 열원, 예를 들어 냉동 창고의 LNG를 포함한 여러 가지 냉동 열원에도 사용이 가능하며, 상기 냉동 창고에 다중 열교환기를 적용하면 하나의 냉동 창고에 여러 저장 온도를 가지는 다수의 공간을 만들 수 있게 된다.In the present invention, the above-mentioned double heat exchanger is applied to a stirling refrigerator using a stirling freezer as a heat source, but the double heat exchanger can be used for various refrigeration heat sources including other refrigeration heat sources other than the stirling freezer, for example, LNG in a freezing warehouse. If the multiple heat exchangers are applied to the freezing warehouse, it is possible to make a plurality of spaces having different storage temperatures in one freezing warehouse.

이와 같은 본 발명에 따른 이중 열교환기를 적용한 스터링 냉장고는 하나의 냉동기를 사용하면서 냉동실과 냉장실을 공간적으로 완전히 분리시킬 수 있으므로 냉장실의 습도 조절이 용이해지고 냉장실내의 제거되지 못한 음식 냄새가 냉동실로 이동할 수 없게 되며, 냉동실로 냉열을 공급하는 내부 열교환기를 냉장실로 냉열을 공급하는 외부 열교환기가 둘러싸게 되어 내부 열교환기와 주위 온도와의 온도차를 줄일 수 있게 되고, 외부로 빠져나가는 내부 열교환기의 손실 냉열을 최소화하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있게 된다.Such a Stirling refrigerator using a double heat exchanger according to the present invention can completely separate the freezer compartment and the refrigerating compartment while using a single freezer, so that the humidity control of the refrigerating compartment can be easily controlled and the smell of unremoved food in the refrigerating compartment can move to the freezer compartment. The internal heat exchanger, which supplies cold heat to the freezer compartment, is surrounded by an external heat exchanger that supplies cold heat to the refrigerating compartment, thereby reducing the temperature difference between the internal heat exchanger and the ambient temperature, and minimizing the loss of cold heat of the internal heat exchanger exiting to the outside. Thus, the cooling efficiency can be improved.

또한, 냉동실이나 냉장실 고내 조건이 어느 한쪽만 설정 온도 이하가 되었을 때 냉동기의 냉동 능력을 조절하기가 매우 수월해지며, 냉동실과 냉장실 고내의 온도 및 내부 열교환기의 표면 온도가 모두 설정 온도 이하일 때에도 냉동기를 오프시키는 것이 아니라 상기 냉동기를 아이들링(idling)시키므로 온,오프에 의한 냉동기의 수명 단축을 방지할 수 있다.In addition, it is very easy to control the freezing capacity of the freezer when either the freezer compartment or the freezer compartment temperature is below the set temperature, and the freezer can be operated even when the temperature in the freezer compartment and the freezer compartment and the surface temperature of the internal heat exchanger are both below the preset temperature. By idling the refrigerator rather than turning it off, it is possible to prevent shortening of the life of the refrigerator due to on and off.

본 발명은 여기에 서술된 실시예로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 특허청구의 범위에 기재된 정신과 범주를 벗어남이 없이 본 기술분야의 숙련자에 의해 수정 및 변경될 수 있다.The invention is not limited to the embodiments described herein, but may be modified and changed by those skilled in the art without departing from the spirit and scope described in the appended claims.

Claims (5)

냉동기의 냉각부와 열교환을 하는 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기의 외부에 배치되어 상기 내부 열교환기와 열교환하는 적어도 하나 이상의 외부 열교환기를 구비하여, 상기 냉동기의 냉열을 전달받아 두가지 이상의 온도대를 가지고 서로 다른 둘 이상의 공간을 각기 다른 온도로 냉각시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 다중 열교환기.An internal heat exchanger for exchanging heat with the cooling unit of the refrigerator, and at least one external heat exchanger disposed outside the internal heat exchanger for exchanging heat with the internal heat exchanger, and receiving two or more temperature zones by receiving the cold heat from the refrigerator. Multiple heat exchanger, characterized in that it is configured to cool two or more different spaces to different temperatures. 제1항에 있어서, 상기 열교환기들 사이에는 열 전도도가 상기 열교환기보다 작은 재료로 형성된 열 전도도 감소층이 개재됨을 특징으로 하는 다중 열교환기.2. The multiple heat exchanger of claim 1, wherein a thermal conductivity reducing layer formed of a material having a lower thermal conductivity than the heat exchanger is interposed between the heat exchangers. 냉각 효과를 발생시키는 스터링 냉동기와, 냉동기의 냉동 효과를 냉동실 및 냉장실로 전달하기 위한 열교환 매체로서의 브라인과, 상기 브라인이 장입된 브라인 순환 파이프 수단과, 상기 브라인 순환 파이프 수단내의 브라인을 순환시키기 위한 브라인 순환 펌프와, 냉동실 및 냉장실내의 공기를 냉각하기 위한 냉각 열교환기와, 냉동실 및 냉장실내의 공기를 순환시키기 위한 냉각팬과, 냉동실 및 냉장실내 공기의 온도를 감지하기 위한 온도 감지 수단과, 상기 구성 부재들을 제어하는 제어부를 포함하여서 이루어진 스터링 냉장고에 있어서, 상기 냉동기의 저온부에는 상기 저온부와 직접 열교환하는 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기와 열교환하는 외부 열교환기로 구성되는 이중 열교환기가 설치되고, 상기 내부 열교환기는 냉동실내의 냉각 열교환기에 연결되어 냉동실내의 공기와 열교환되고, 외부 열교환기는 냉장실내의 냉각 열교환기에 연결되어 냉장실내의 공기와 열교환됨을 특징으로 하는 스터링 냉장고.A sterling freezer which generates a cooling effect, brine as a heat exchange medium for transferring the freezing effect of the freezer to a freezer compartment and a refrigerating compartment, a brine circulation pipe means in which the brine is loaded, and a brine for circulating brine in the brine circulation pipe means. A circulation pump, a cooling heat exchanger for cooling air in the freezer compartment and a refrigerating compartment, a cooling fan for circulating air in the freezer compartment and a refrigerating compartment, temperature sensing means for sensing a temperature of air in the freezer compartment and a refrigerating compartment, and the above configuration. In the Stirling refrigerator comprising a control unit for controlling the member, the low temperature part of the refrigerator is provided with a double heat exchanger consisting of an internal heat exchanger for directly heat exchange with the low temperature portion, an external heat exchanger for heat exchange with the internal heat exchanger, the internal heat exchanger Cooling heat in the freezer Stirling refrigerator characterized in that the heat exchanger and the heat exchange with the air in the freezer compartment, the external heat exchanger is connected to the cooling heat exchanger in the refrigerator compartment. 제3항에 있어서, 상기 제어부는 냉장실 온도 감지 수단에 의해 감지된 냉장실 고내 온도가 설정 온도 이하인가를 판단하고, 냉장실 고내 온도가 설정 온도 이하일 경우에 냉장실 냉각팬과 냉장실 브라인 순환 펌프를 오프시키며, 고내 온도가 설정 온도보다 높아질 때에는 상기 냉장실 냉각팬과 브라인 순환 펌프를 온시켜 냉장실 고내 온도를 설정 온도로 유지시킴을 특징으로 하는 스터링 냉장고.The method of claim 3, wherein the control unit determines whether the refrigerator compartment temperature inside the refrigerator compartment temperature detected by the refrigerator compartment temperature sensing means is below the set temperature, and turns off the refrigerator compartment cooling fan and the refrigerator compartment brine circulation pump when the refrigerator compartment inside temperature is below the preset temperature, Stirling refrigerator characterized in that when the inside temperature is higher than the set temperature, the refrigerator compartment cooling fan and the brine circulation pump is turned on to maintain the temperature inside the refrigerator compartment at the set temperature. 제3항에 있어서, 상기 내부 열교환기에는 내부 열교환기의 표면 온도를 감지하기 위한 온도 감지 수단이 설치되며, 상기 제어부는 냉동실 온도 감지 수단에 의해 감지된 냉동실 고내 온도가 설정 온도 이하인가를 판단하고, 냉동실 고내 온도가 설정 온도 이하일 경우에 냉동실 냉각팬과 냉동실 브라인 순환 펌프를 오프시킨 후, 상기 내부 열교환기 온도 감지 수단에 의해 감지된 내부 열교환기의 표면 온도가 냉동실 고내 온도를 설정 온도로 유지하기 위한 설정 온도 이하인가를 판단하고, 내부 열교환기의 표면 온도가 설정 온도 이하인 경우에는 상기 냉동기를 아이들링시키며, 상기 내부 열교환기 온도 감지 수단을 통해 감지된 내부 열교환기의 표면 온도가 설정 온도 이상일 경우에는 온도 감지 수단에 의해 감지된 내부 열교환기의 표면 온도에 따라 냉동기의 출력을 증가 또는 감소시킴을 특징으로 하는 스터링 냉장고.According to claim 3, wherein the internal heat exchanger is provided with a temperature sensing means for sensing the surface temperature of the internal heat exchanger, the control unit determines whether the freezer compartment internal temperature detected by the freezer compartment temperature sensing means is below the set temperature; When the freezer compartment internal temperature is lower than or equal to the preset temperature, the freezer compartment cooling fan and the freezer compartment brine circulation pump are turned off, and the surface temperature of the internal heat exchanger detected by the internal heat exchanger temperature sensing means maintains the freezer compartment internal temperature at the preset temperature. It is determined whether the temperature is less than the set temperature, and if the surface temperature of the internal heat exchanger is less than the set temperature, the refrigerator is idled, and if the surface temperature of the internal heat exchanger detected by the internal heat exchanger temperature sensing means is more than the set temperature. Depending on the surface temperature of the internal heat exchanger detected by the temperature sensing means Stirling, characterized by increasing or decreasing the output of the refrigerator freezer.
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