KR100248683B1 - 냉동장치 - Google Patents

Abstract

하이드로 플루오로 카본(hydrofluoro carbon) 혼합 냉매의 응축기는 온도 구배가 있고, 또한 응축기의 성능 발휘에 문제가 있다.

하이드로 플루오로카본 혼합 냉매 사용의 냉동 장치에 대한 응축기 냉매 입구측에서 출구측에서 보다 열 교환량을 많도록 하였다.

Description

냉동장치

제1도는 본 발명의 실시형태 1에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제2도는 본 발명의 실시형태 1에 따른 냉동장치의 응축기를 도시한 사시도.

제3도는 본 발명의 실시형태 2에 따른 냉동장치의 응축기 배관을 도시한 단면도.

제4도는 본 발명의 실시형태 4에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제5도는 본 발명의 실시형태 5에 따른 냉동장치의 응축기를 도시한 사시도.

제6도는 본 발명의 실시형태 5에 따른 냉동장치에 대한 설명용 몰리에르 다이어그램(mollier diagram).

제7도는 본 발명의 실시형태 6에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제8도는 본 발명의 실시형태 7에 따른 냉동장치에 대한 증발기의 배관 구성도.

제9도는 본 발명의 실시형태 7에 따른 냉동장치에 대한 증발기의 패스수(Pass number)와 냉동 능력의 관계를 도시한 도면.

제10도는 본 발명의 실시형태 8에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제11도는 본 발명의 실시형태 8에 따른 냉동장치의 설명용 몰리에르 다이어그램.

제12도는 본 발명의 실시형태 8에 따른 냉동장치의 냉동 능력을 도시한 도면.

제13도는 본 발명의 실시형태 9에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제14도는 본 발명의 실시형태 9에 따른 냉동장치의 설명용 몰리에르 다이어그램.

제15도는 본 발명의 실시형태 10에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제16도는 본 발명의 실시형태 11에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제17도는 본 발명의 실시형태 12에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제18도는 본 발명의 실시형태 13에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제19도는 본 발명의 실시형태 14에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제20도는 본 발명의 실시형태 15에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제21도는 본 발명의 실시형태 16에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제22도는 본 발명의 실시형태 17에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제23도는 본 발명의 실시형태 17에 따른 냉동장치를 도시한 냉동 싸이클 동작을 도시한 몰리에르 다이어그램.

제24도는 본 발명의 실시형태 17에 따른 냉동장치를 도시한 냉동 능력을 도시한 도면.

제25도는 본 발명의 실시형태 17에 따른 냉동장치를 도시한 또 다른 구성도.

제26도는 본 발명의 실시형태 18에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제27도는 본 발명의 실시형태 18에 따른 냉동장치를 도시한 또 다른 구성도.

제28도는 본 발명의 실시형태 18에 따른 냉동장치를 도시한 또 다른 구성도.

제29도는 본 발명의 실시형태 18에 따른 냉동장치를 도시한 또 다른 구성도.

제30도는 종래 기술에 따른 냉동장치를 도시한 구성도.

제31도는 종래 기술에 따른 냉동 장치를 도시한 설명용 몰리에르 다이어그램.

제32도는 종래 기술에 따른 냉동 장치의 냉동 능력 설명용 몰리에르 다이어그램.

제33도는 종래 기술에 따른 냉동장치의 냉동 능력을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 2 : 응축기

2a : 입구측 2b : 출구측

3 : 스로틀 장치 4 : 증발기

8 : 열 교환기 9 : 송풍기

10 : 온도 검출기 11 : 풍속 제어부

18 : 과냉각 열 교환기 19 : 흡입 기체(gas)온도 검출부

20 : 냉매 제어 수단 21 : 흡입 압력 검출부

22 : 소정치 결정부 23 : 토출기체(gas)온도 검출부

24 : 오일온도 검출부 25 : 개폐 밸브

26 : 유량제어밸브 27 : 바이패스(byPass) 배관

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 상점 진열장, 냉장고, 항온조 등에 사용되는 냉동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매에 하이드로 플루오로 카본을 사용하는 냉동 장치에 관한 것이다.

이같은 종류의 냉동 장치로서 종래의 예를 들자면, 일본 실용 공고 공보소58-48987호에 기재된 것이 있다.

이 냉동 장치는 제30도에서 도시되는 바와 같이 압축기(1), 응축기(2), 스로틀 장치(3), 증발기(4)가 배관(5)에 의해 연결되며, 상기 증발기(4) 근처에는 송풍기(6)가 설치되고, 또한 증발기(4)의 출구측 배관(5)에는 감온통(7)이 설치되어 있다.

상기 냉동 장치의 동작에 대한 일례로서, 증발기(4)내의 액체상태 냉매의 온도가 내려가면 감온통(7)의 온도가 저하되고, 상기 증발기가 일정 온도 이하로 하강된 경우에는 송풍기(6)를 송풍 강도가 낮아지도록 작동시켜 냉장고내의 온도를 일정한 온도로 유지하도록 하고 있다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 상기 구성에 의하면 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로 카본을 혼합한 비등점이 다른 혼합 냉매를 사용한 경우, 예를 들면, 몰리에르 다이어그램은 제31도와 같이 표현된다. 즉 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로 카본을 혼합한 혼합 냉매에는 온도 구배가 있고, 상기 응축기에는 압력의 손실이 있기 때문에, 상기 응축기의 기체-액체 두 가지 상부분의 기상측의 온도가 55℃ 액상측의 온도가 52℃로 된다. 따라서 상기 응축기의 기상측과 액상측에서는 상기 응축기 주위의 온도와 온도 차가 서로 다르고 응축기의 성능을 최대한으로 발휘할 수 없거나, 또는 응축기내 압력이 초과상승되는 문제점이 있었다. 즉 응축기에서의 열교환량(Q)은 다음식으로 결정된다.

[수학식 1]

Q=KA△T

단, K : 열통과율, A : 전열면적 △T : 온도차

상기 응축기내에서 △T의 온도차가 있는 입구측 온도차 대, 출구측 온도차 소) 경우, 출구측은 온도차가 적기 때문에 열 교환량이 적어지고, 응축기 전체로서의 열 교환량이 적어져 응축기 성능이 최대한으로 발휘되지 않는 경우가 있다.

응축기 성능이 최대한으로 발휘되지 않은 경우, 응축기의 열 교환량이 증가하도록 즉, △T가 크게 되도록 유니트(unit)는 운전되고, 응축 온도에 초과상승부를 생성하여 응축 압력이 초과상승한다.

또한, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매에는 온도 구배가 있고 증발기에는 압력손실이 있기 때문에 예를 들자면 제31도와 같이 증발기의 입구측의 온도가 -20℃, 기체-액체 2가지 상부의 기상측의 온도가 -18℃로 된다. 따라서 증발기의 입구측과 기체-액체 2가지 상부의 기상측에서는 증발기내의 냉매 온도가 다르기 때문에, 서리가 부착되는 방향이 달라져, 서리가 한쪽으로 치우쳐 부착되고 이것을 제거할 때 증발기의 서리가 생성되지 않는 부분에서 열 손실(loss)가 생기거나, 서리제거에 시간이 걸리거나, 혹은 냉장고내의 온도의 상승을 초래하는 등의 문제가 있었다.

또한, 오존 파괴작용이 있는 하이드로 플루오로카본(HCFC) 냉매 R22로부터 오존 파괴 작용이 없는 하이드로 플루오로카본 냉매로 전환시키는데 있어, 그 전환시기에는 R22용 증발기와 하이드로 플루오로카본 냉매용의 증발기가 필요하지만, 상기 두 냉매는 그 특성들이 달라 1개의 증발기에서 함께 사용하지 못하기 때문에, 상기 2종류 냉매의 소용에 맞는 2종류의 증발기를 생산해야 하므로써, 기종수의 증가가 된다는 문제가 있었다.

또한 냉매에 하이드로 플루오로카본 냉매를 사용한 경우, 종래의 냉매 R22와 비교해서 냉동 능력이 부족한 문제도 있다.

하이드로 플루오로카본으로서, 예를 들자면 R404A의 경우 제32도의 몰리에르 다이어그램 및 제33도에 도시된 바와 같이, 과열도 제어의 경우 증발기로서 활용되는 유효 능력(냉동 유효 능력)이 R22가 3530Kal/h에 대해서 R404A에서는 3401Kcal/h으로 되어, 능력비에서 96.3%로 되고, 따라서 냉동 능력 부족이란 문제가 있다. 또한 냉동 능력의 개선을 도모하려면 압축기의 토출 온도의 초과상승을 일으키고 압축기의 신뢰성에 문제가 생긴다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용한 경우에 있어서, 응축기의 입구측에서의 열 교환량을 출구측 보다도 많도록 하여, 상기 응축기의 기상측의 온도를 저하시키며, 상기 응축기의 기상측과 액상측에서의 응축기 주위 온도와의 온도차를 가급적 없도록 하고, 응축기의 성능을 최대한으로 발휘하여 상기 응축기내 압력의 상승을 방지시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 응축기의 출구측에서 응축기 주위 온도와 응축기내의 냉매 온도와의 차를 가능한한 최소로 함으로서 응축기의 성능을 최대한으로 발휘하고, 응축기내의 압력의 상승을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 응축기내의 온도 분포를 검출하는 온도 검출부와, 온도 검출부의 신호에 의해 응축기내의 온도 분포가 균일하게 되도록 응축기의 풍량을 제어하는 제어부를 설치함으로서, 응축기의 성능을 최대한으로 발휘하고, 응축기내의 압력의 상승을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용한 경우에 있어서, 증발기내의 냉매 온도를 거의 균일하게 하고 서리가 한쪽으로 치우쳐 생성되는 현상 등을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용한 경우와, R22를 사용한 경우에도 증발기 등을 그대로 함께 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉매에 1종류 또는 여러 종류의 하이드로 플루오로카본를 사용하는 냉동 장치에 있어서, 과냉각 제어에 의해 냉동 능력의 향상을 도모함과 함께 압축기로의 흡입 기체 온도가 소정치 이상으로 상승되는 경우 등, 과냉각 제어의 중지 등으로 압축기의 매출 온도의 초과상승이나, 기름 온도의 초과상승을 방지시켜 압축기의 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명에 따른 냉동 장치는 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기능을 차례로 접속해서 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본를 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 응축기의 입구측에서의 열 교환량을 출구측 보다도 많도록 한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 응축기에 송풍기를 구비하고, 상기 응축기로의 풍량을 응축기의 냉매 출구측 보다 냉매 입구측을 크게 한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 응축기의 열 교환용의 배관의 입구측을 출구측으로부터 열교환 유체와의 전열면적을 크게 한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 응축기에서 열 교환량 배관의 입구측을 출구측 보다 열 전도율이 높은 것을 사용한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 응축기에서 일정한 열 교환량을 얻는 데에 열 교환용 배관의 형상, 설치 형태 등으로 결정되는 소정의 열 전도율 및 전열 면적에 대해서, 응축기의 출구측 기준으로 하여 열 교환용 유체간의 온도차를 허용 범위내에서 가능한한 최소한으로 설정한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기를 차례로 접속해서 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본를 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 응축기용의 송풍기와 응축기내의 온도 분포를 검출하는 온도 검출부와, 상기 온도 검출부의 신호에 의해 응축기내의 온도 분포가 균일하게 유지되도록 송풍기를 제어하는 송풍기 제어부를 구비한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기를 차례로 접속해서 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고, 냉매는 수종의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 증발기내의 압력손실이 냉매의 온도 구배를 거의 동일해지도록 한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 증발기의 배관 압력손실의 부여를 배관 형상과 길이로 설정한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 증발기의 배관 압력손실의 부여를 배관내 냉매 유속의 제어로 설정한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매를 R404A로서 선정하고, 냉동 능력이 거의 최대로 되는 증발기의 열 교환기의 패스수가 R404A와 냉매 R22의 공통의 패스수인 증발기를 구비한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기를 차례로 접속해서 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고, 냉매에 하이드로 플루오로카본을 사용하며, 고압액 냉매와 저압 기체 냉매를 열 교환하는 과냉각 열 교환기를 구비한 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 냉매에 하이드로 플루오로카본 R404A, 또는 하이드로 플루오로카본 R507을 사용하는 것이다.

본 발명에 따른 냉동 장치는 고압부 액체 냉매와 저압의 기체 냉매로 열 교환하는 과냉각 열 교환기를 2중관으로 하고, 내관내에는 저압의 기체 냉매가 통과하고, 환형상부에는 고압액 냉매가 통과하는 것이다.

또한, 고압의 액체 냉매와 저압의 기체 냉매를 열 교환하는 과냉각 열 교환기를 고압 액 접속 배관의 도중과 저압 기체 접속 배관의 도중으로 접속할 수 있도록 하여 냉동 능력 개선용의 별도 부품으로 한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 냉동 장치는 과냉각 열 교환기에 흐르는 냉매량을 제어하는 냉매 제어 수단을 구비한 것이다.

[발명의 구성 및 작용]

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[발명의 실시형태 1]

제1도는 발명의 실시형태 1에 관한 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 비등점이 다른 혼합 냉매를 사용한 냉동 장치의 구성도로서, 제2도는 제1도의 냉동 장치에 사용하는 응축기의 일 예를 도시하는 것이다. 제1도에 있어서, 압축기(1), 응축기(2), 스로틀 장치(3), 증발기(4)가 배관(5)에 의해 연결되어 있고, 상기 증발기(4) 근처에는 송풍기(6)가 설치되어 있고, 또한 증발기(4)의 출구측 배관(5)에는 감온통(7)이 설치되어 있다. 상기 응축기(2)는 입구측(2a)에서의 열 교환량을 출구측(2b) 보다도 많도록 되어 있다.

제2도에 있어서 부호 8은 상기 응축기(2)의 열 교환기로서, 냉매는 상부측으로부터 하부측으로 흐르고 있다. 또한 부호 9는 응축기용 송풍기로서, 상기 열 교환기(8)의 중심으로부터 상측에 설치되어 있고, 응축기(2)의 풍량을 응축기(2)의 하부보다도 상부가 커지도록 하고 있다.

본 실시예에 따른 냉동 장치의 동작은, 예를 들자면 증발기(4) 내의 액체상 냉매의 온도가 내려가면 감온통(7)의 온도가 저하하고, 이것이 소정 온도 이하로 된 경우에는 송풍기(6)를 송풍 강도가 저하하도록 작동시켜서 냉장고내의 온도가 일정하게 되도록 하고 있다.

또한 본 발명은 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 함께 비등하지 않은 혼합 냉매를 사용하고, 응축기의 입구측(2a)에서의 열 교환량을 출구측(2b) 보다도 많도록 하여 응축기의 기상측의 온도를 저하시키고, 응축기(2)의 기상측과 액상측에서의 응축기 주위 온도의 온도차를 가급적 없애고, 필요에 따라서 균일화된 응축기의 온도와 응축기 주위 온도에 적당한 온도차를 설치하므로서, 충분한 열 교환량을 확보하고 응축기의 성능을 최대한으로 발휘시키고, 더욱이 응축기내 압력의 상승을 방지할 수가 있다.

본 발명은 냉매를 여러 종류인 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용한 냉동 장치에 있어서, 응축기(2)의 풍량을 응축기(2)의 하부보다도 상부를 크게 하므로서, 응축기(2)의 성능을 최대한으로 발휘하고 응축기내의 압력의 상승을 방지할 수가 있다.

또한, 응축기(2)의 풍량을 응축기(2)의 하부(출구측)보다도 상부(입구측)를 크게하는 방법으로서 복수의 팬을 설치하고, 상부의 팬을 강풍, 하부의 팬을 약풍으로 운전하는 것이 고려된다. 또한 응축기(2)의 풍로를 하부보다도 상부가 압력 손실이 가지 아니하는 구조로 하므로서도 응축기(2)의 풍량을 응축기(2)의 하부보다도 상부를 크게 할 수가 있다.

[발명의 실시형태 2]

응축기(2)에서의 입구측의 열 교환량을 출구측보다도 많도록 하는 다른 방법으로서 다음과 같이 하여야 좋다.

제3도는 제2도에 도시된 응축기(2)에서 열 교환기(8) 배관(12)의 내부단면 형상을 도시하는 도면이다.

제3a도는 내부에 홈이 있는 홈 부착관이고, 제3b도는 내부가 평활한 평활관이다.

제2도, 제3도에 있어서 열 교환기(8)의 중심보다도 상측은 배관 열 통과율이 높에는 내면 홈 부착관을, 하측에는 배관열 통과율의 보다 낮은 평활관을 사용하고 응축기(2)의 성능을 최대한으로 발휘하여 응축기내의 압력의 상승을 방지할 수가 있다.

또한 열 교환기(8)의 입구측의 내면홈이 부착된 관으로부터 출구측의 평활관까지 입구측은 홈을 많게 하고 출구측은 적게 하도록 하여도 좋다.

또한 응축기(2)의 입구측에서의 열 교환량이 출구측 보다도 많도록 하는 방법으로서, 다시 입구측의 전열면적을 출구측보다 크게 하여도 좋다. 즉 입구측의 휜(fin)의 개수를 출구측보다 많게 하거나, 입구측에 열 전달율이 높은 루버 스티어 핀(louver steer fin)을 사용하고 출구측에 열 전달율이 낮은 링 핀(ring fin)을 사용하는 것도 고려된다.

또한 실시형태 1에 기재된 송풍기 등에 의한 풍속(풍량)을 변화시키는 방법과 본 실시형태의 방법을 적의하게 조합시키므로서 보다 좋은 효과를 거둘 수가 있다.

[발명의 실시형태 3]

본 실시형태의 냉동 장치는 제1도에 도시하는 구성을 갖는다. 제1도에 있어서 응축기(2)에서의 열 교환량(Q)은 다음식으로 결정된다.

[수학식 2]

Q=K·A·△T

단, K : 열통과율, A : 전열면적, △T : 냉매 온도와 응축기 주위 온도와의 온도차.

상기 Q는 유니트의 냉동 능력에 의하여 결정되고, K 및 A는 열 교환용 배관의 형상, 설치형태 등에 의해 결정되지만, 본 실시 형태에서 요구되는 응축기의 Q를 얻기 위한 △T의 설정, 즉 응축기내의 냉매 온도의 설정을 응축기의 출구측을 기준으로 하여 행하는 것이다.

본 발명은 냉매에 하이드로 플루오로카본을 혼합해서 혼합 냉매를 사용하고 있기 때문에 응축기내에 온도 구배가 있고, 응축기 입구측 편이 출구측에 비해서 냉매 온도가 높고, △T는 커진다.

따라서 △T의 설정을 응축기의 출구측을 기준으로 요구되는 Q에 대해서 허용 범위내에서 필요한 최소한으로 설정하므로서, 확실히 응축기의 요구되는 열 교환량 Q이 확보됨과 함께 출구측 냉매 온도와 주위 온도와의 차가 최소로 되어 있고 입구측 냉매 온도도 온도 구배내로 억제할 수가 있어 응축기내의 압력의 초과상승을 방지할 수 있다.

특히 상기 수학식 2에 있어서 K·A을 크게하여 △T를 적게하면 응축기의 열 교환량의 확보와 응축기내의 압력 초과상승의 방지 효과는 현저하다.

[발명의 실시형태 4]

제4도는 실시 형태 4에 관한 냉동 장치의 구성도이고, 실시형태 1과 다른 부분만 설명하기로 한다.

상술한 응축기(2)에는 복수개의 응축기용 송풍기가 설치되어 있고, 이 실시형태에서는 2개의 응축기용 송풍기(9a,9b)가 설치되어 있다.

또한 (10)은 응축기(2)내의 온도 분포를 검출하는 온도 검출부이고, (11)은 온도 검출부(10)의 신호에 의해 응축기(2)내의 온도 분포가 없어지도록 응축기(2)의 풍속을 제어하는 제어부이다.

본 냉동 장치의 동작은 예를 들자면 온도 검출부(10)의 신호에 의해 응축기(2)내의 온도 분포가 검출되고, 제어부(11)에서는 응축기(2)내의 온도가 높은 근처의 응축기용 송풍기(9a)의 풍속을 크게 하고, 온도가 낮은 근처의 응축기용 송풍기(9b)의 풍속을 적게 하고 응축기(2)내의 온도 분포가 균일하게 되도록 제어하고 있다.

따라서 본 실시 형태에서는 응축과정에 있어서 온도 분포를 일으키기 쉬운 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용한 경우에 있어서도 응축기내의 온도 분포를 검출하는 온도 검출부와, 온도 검출부의 신호에 의해 응축기내의 온도 분포가 균일하게 되도록 응축기의 복수의 송풍기의 풍량을 제어하는 제어부를 설치함으로서 응축기의 성능을 최대한으로 발휘하고 응축기내 압력의 초과상승을 방지할 수가 있다.

본 발명에 의하면 응축기내의 냉매의 온도 분포를 균일화할 수 있고 냉동 능력 업을 위해 냉매 온도를 상승시켜도 특히 온도가 지나치게 높아지는 부분을 일으키는 일이 없고 따라서 응축기내 압력의 초과상승을 방지할 수 있고 응축기 능력을 충분히 발휘할 수 있다.

제4도에는 송풍기 2대를 설치한 경우의 예를 도시하고 있다. 상기와 같이 2대에 한정되지 아니하고 그 개수를 많도록 하면 보다 섬세한 제어가 가능해지고 또한 효과도 높아진다.

또한 송풍기를 1대 또는 여러 대로 하고, 방향 및 강도를 가변으로 하여 온도가 높은 부분에 최대로 하고 다른 부분에 약하게 하는 등 변화를 주어도 같은 효과가 얻어진다.

[발명의 실시형태 5]

제1도는 본 실시형태의 냉동 장치의 한 예를 도시한 구성도이다.

또한 제5도는 제1도의 냉동 장치의 증발기(4)를 도시하는 사시도이다.

도면에 있어서 (13)은 증발기(4)의 열 교환기로 냉매는 상부측에서 하부측으로 흐르고 있다. 또한 (14)는 열 교환기(13)내의 배관이고 제6도의 몰리에르 다이어그램에 도시하는 바와 같이 열 교환기(13)내의 배관 압력손실 △P이 배관압력손실이 아닌 경우의 냉매 온도 구배에 대한 예를 들자면 증발기(4)의 열 교환기(13)의 입구측 냉매 온도 -20℃에서 출구측 냉매 온도 -18℃에 이르는 냉매 온도 구배(-18℃)-(-20℃)=2℃로 거의 동일하게 되도록 선정되어 있다.

구체적인 배관 압력손실의 설정은 배관 내경을 동일하게 유지한채로 연장하여 배관 내경을 서서히 적게 하거나, 배관내에 저항을 설치하는 등 적절하게 선정할 수 있다.

이 실시 형태는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하고 열 교환기(13)내의 배관 압력손실이 냉매의 온도 구배와 거의 동일하게 되도록 열 교환기(13)내에 배관(14)이 선정되어 있으므로, 증발기(4)내의 냉매 온도가 거의 균일해지고 한쪽으로 서리가 형성되는 현상을 방지할 수가 있다.

[발명의 실시형태 6]

제7도는 실시형태 6에 관한 냉동 장치의 구성도이고, 실시형태 1과 다른 부분을 설명한다.

부호 15 및 16은 각각 증발기(4)내의 입구, 출그측의 냉매 온도를 검출하는 냉매 입구 온도 검출부 및 냉매 출구 온도 검출부이다. 또한 부호 17은 냉매 입구 온도 검출부(15)와 냉매 출구 온도 검출부(16)의 온도차가 없어지도록 냉매 유량을 제어하는 제어부이다.

이 실시형태는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용한 경우에 있어서도 증발기(4)내의 입구, 출구측의 냉매 온도를 검출하는 냉매 입구 온도 검출부(15) 및 냉매 출구 온도 검출부(16)와 냉매 입구 온도 검출부(15)와 냉매 출구 온도 검출부(16)의 온도차가 없어지도록 냉매 유량을 제어하는 제어부(17)에 의해 증발기(4)내의 냉매 온도가 거의 균일해지고 한쪽으로 서리가 형성되는 현상을 방지할 수가 있다.

즉, 증발기 냉매 입구 온도 검출부(15)와 냉매 출구 온도 검출부(16)의 온도차가 적은 경우, 냉매 유량을 감소시킴으로서 증발기내의 냉매 압력손실을 감소시키고, 역으로 냉매 입구의 온도 검출기(15)와 냉매 출구 온도 검출부(16)의 온도차가 큰 경우 냉매의 유량을 증가시키므로서 증발기내의 냉매 압력손실을 증가시키도록 되어 있다.

[발명의 실시형태 7]

제8도는 실시형태 7에 관한 냉동 장치의 증발기의 열 교환기의 배관 구성의 일 예를 도시하는 것이다. 냉동 장치의 구성은 제1도와 같다.

제8도에 있어서 부호 13는 증발기(4)의 열 교환기이고, 부호 (14)는 열 교환용의 배관이며, 열 교환용 배관량은 열 교환기의 용량에 의해 설정되어 있다. 부호 (23)은 증발기 입구로부터 냉매를 분배하는 헤더(1) 부호 24는 증발기 출구측에 설치된 냉매를 집합하는 헤더(2)이다. 부호 23,24의 헤더(1,2)는 배관(14)을 10개로 분배하고 있고, 경로수(Pass number)는 10이다. 제9도는 본 실시형태에 있어서 경로수를 변화시킨 경우의 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매인 R404A와 냉매 R22의 냉동 능력의 변화를 도시한 도면이다.

제9도는 경로수를 변화시켜서 열 교환기의 열 교환용 배관으로 냉매 유량을 변화시킨 경우의 냉동 능력의 변화를 냉매 R22와 R404A에 대해서 조사한 것이다.

제9도에 도시하는 바와 같이 경로수를 변화시키고 열 교환용 배관(14)으로의 냉매 유량을 변화시키므로서 냉동 능력이 변화하고 경로수 10으로 냉동 능력이 양 냉매 모두 거의 최대로 된다.

이것은 냉동 능력 Q은 다음식으로 나타내어지고

[수학식 3]

Q=K·A·△T

단, K : 열 통과율, A : 전열면적, △T : 냉매 온도와 응축기 주위 온도와의 온도차

R404A와 R22와의 관계는 증발기는 동일하고, 전열면적 A은 동일, 또는 R404A와 R22는 관내 증발열 전도율이 동일 밀어낸 량의 압축기를 사용한 경우, 거의 동일하게 되기 때문에 열 통과율 K도 거의 동일해진다.

따라서 냉동 능력은 △T에 의해 결정이 되고 R404A와 R22에서는 냉동 능력이 거의 최대로 되는 공통의 경로수가 설정된다.

본 실시 형태에서는 증발기의 열 교환기에 대한 열 교환용 배관으로의 냉매 유량을 설정하는 경로수를 공통으로 하여 냉매 R404A와 R22에 관해서 각각의 냉동 능력을 거의 최대로 할 수가 있으므로, 1개의 증발기에서 냉매 R404A와 R202가 공용되고 오존 파괴 작용이 없는 냉매로 전환하는 시기에 있어서 R22용 증발기와 오존 파괴 내지 R404A용의 증발기의 양편의 요구에 대해서 공통의 증발기로 대처되고, 기종수의 절감이 가능하여 경제적인 효과가 크다.

[발명의 실시형태 8]

제10도는 실시형태 8에 관한 냉동 장치의 구성도이고, 같은 도면에 있어서 압축기(1), 응축기(2), 스로틀 장치(3), 증발기(4) 및 과냉각 열 교환기(18)가 배관(5)에 의해 연결되어 있고, 증발기(4) 근처에는 송풍기(6)가 배치되며, 증발기(4)의 출구측 배관(5)에는 감온통(7)이 배치되어 있다. 과냉각 열 교환기(18)는 응축기(2)와 스로틀 장치(3)의 사이에 있어서 증발기(4)를 나온 냉매와 열 교환을 하도록 하고 있다. 즉 과냉각 열 교환기(18)는 응축기(2)를 나온 고압 액체 냉매와 증발기(4)를 나온 저압 기체 냉매를 양 배관 사이에서 열 교환하도록 하여 구성이 되어 있다. 또한 부호 (19)는 압축기(1)의 흡입 기체 온도를 검출하는 흡입 기체 온도 검출부이고 냉매 제어 수단인 냉매 제어부(20)에서는 과냉각 열 교환기(18)에 의한 과냉각 운전을 하는 경우는 개폐 밸브(25)의 부호 25a를 열고, 부호 25b를 닫고, 흡입 기체온도 검출부(19)에서 검출된 흡입 기체 온도가 소정치 이상으로 되면 개폐 밸브(25)를 제어하여 부호 25a를 닫고, 바이패스 배관(2n)의 부호 25b를 열어서 과냉각 열 교환기(18)에는 냉매를 흐르지 않도록 되어 있다.

제11도는 냉각 열 교환기(18)에 의해 운전한 경우의 운전 상태를 실선으로, 과냉각하지 않은 운전 상태를 파선으로 도시한 몰리에르 다이어그램이다.

제11도에서는 과냉각 열 교환기(18)에 의해 액체 냉매가 과냉각 되어, 증발기에서의 엔탈피(enthalpy) △i 몫만큼 증가한다.

즉, 증발기 출구와 증발기 입구와의 엔탈피(enthalpy)차는 과냉각 없는 운전의 경우는 △I, 과냉각 열 교환기(18)에 의해 운전된 경우는 △I´로 과냉각하므로서 냉동 능력이 증가된다.

제12도는 과냉각 운전에 의한 냉각 능력 증가의 한 예를 도시한 것이며, 냉매 R22(R22는 제33도의 가열도 제어만)와 비교할 때 R404A의 냉동 능력비(R22에 대한 R404A의 증발기로서 활용할 수 있는 능력비)는 106.2%로 되고, 가열도 제어(슈퍼 히트(super heat) 제어)만의 경우의 제33도의 냉동 능력비(R22에 대한 R404A의 증발기로서 활용되는 능력비) 96.3%와 비교해서 냉동 능력의 향상될 수 있다.

즉 과냉각 운전에 의해 종래의 냉매 R22의 냉동 능력이 확보된다.

또한 압축기로 흡입 기체 온도를 검출하고 소정치 이상으로 되면, 과냉각 운전을 중지하도록 하고 있으므로, 압축기의 토출 온도의 초과상승도 방지할 수 있다.

따라서 본 발명은 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며 과냉각 열 교환기와 압축기의 흡입 기체 온도를 검출하는 흡입 기체 온도 검출부를 설치하고, 흡입 기체 온도가 소정치 이상으로 되면, 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흘리지 않도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서, 압축기의 토출 온도의 초과상승이 없고, 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 향상시킬 수 있고 냉동 장치 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

또한, 흡입 기체 온도의 검출은 온도 검출부를 흡입 배관에 접촉시키는 것만으로 충분하고, 비교적 용이하게 더욱이 염가로 검출된다.

본 실시의 형태의 변형예로서 제10도에 있어서 개폐 밸브(25)에 대신해서 유량제어밸브(26)를 사용하여 흡입 기체 온도 검출부(19)에서 압축기의 흡입 기체온도를 검출하고 일정치를 넘지 않도록 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어부(20)에서 유량 제어 밸브(26a,26b)의 열림을 조절하여 제어해도 좋다.

이와 같이 하므로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량 제어 밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상되어 제어가 용이해진다.

[발명의 실시형태 9]

제13도는 실시형태 9에 관한 냉동 장치의 구성도이고, 실시형태 8과 다른 부분만을 설명하기로 한다.

부호 21은 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부이고, 부호 22는 흡입 압력 검출부(21)에 의해 검출된 흡입 압력에 의해 소정치를 결정하는 소정치 결정부이다. 또한 냉매 제어부(20)에서는 흡입 기체온도 검출부(19)에서 검출된 흡입 기체 온도가 소정치 결정부(22)에 의해 결정되는 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기(18)에는 냉매를 흘리지 않도록 제어되도록 되어 있다.

제14도는 과냉각 열 교환기(18)에 의해 운전한 경우의 운전상태의 실선, 과냉각 내지 운전상태를 파선으로 도시한 몰리에르 다이어그램이다.

도면중 일점 쇄선으로 표시한 곡선은 소정치 곡선이고 이 곡선보다 우측의 헌팅되어 있는 영역에서는 과냉각 열 교환기(18)에 의한 운전은 하지 아니하고 과냉각 없는 운전을 하도록 되어 있다.

본 실시형태에서는 소정치의 결정을 흡입 냉매 압력에 의거해 행하고 있으므로 흡입 냉매 온도가 같아도 압력이 낮을수록 압축비(고압/저압)가 높아지므로서 토출 냉매 온도가 높아지는데 대한 처리가 행해지고, 제14도의 이점 쇄선으로 표시한 등온선과 소정치 곡선으로 알 수 있는 바와 같이, 압력의 낮은 편에서는 소정치 곡선의 온도를 낮게하고 있으므로, 실시형태 8에 기재된 경우에 비해서 토출 온도 초과상승에 대해서 보다 정밀도가 높은 제어가 가능해진다.

또한 실시형태 8에서 변형예로서 기재한 바와 같이 개폐 밸브(25)에 덧붙여서 유량제어밸브(26)를 사용해서 제어해도 좋다.

따라서 본 발명은 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 압축기의 흡입 기체 온도를 검출하는 흡입 기체 온도 검출부 및 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부를 설치하고, 소정치 설정부에 의해 흡입 압력 검출부에 의해 검출된 흡입 압력에 의해 소정치가 결정된다. 냉매 제어부에서는 흡입 기체 온도 검출부에서 검출된 흡입 기체 온도가 소정치 결정부에 의해 결정되는 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기에는 개폐 밸브에 의해 증발기로부터 냉매를 흐르지 않도록 제어되므로, 압축기의 토출 온도가 초과상승되는 일이 정도 좋게 방지되고 냉동 장치의 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

[발명의 실시형태 10]

제15도는 실시형태 10에 관한 냉동 장치의 구성도이고 실시형태 8과 다른 부분만 설명하기로 한다.

부호 23은 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부이다.

또한 냉매 제어부(20)에서는 토출기체 온도 검출부(23)에서 검출된 토출기체 온도가 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기(18)에는 냉매를 흐르지 않도록 제어된다.

본 실시형태에서는 압축기의 토출기체 온도를 검출하고 소정치 이상으로 되면 과냉각 운전을 중지하도록 하고 있으므로 압축기의 토출 온도의 초과상승을 방지할 수 있다.

또한 토출기체 온도의 검출은 온도 검출부를 토출 배관에 접촉시키는 것만으로 충분하고 비교적 용이하게 더욱이 염가로 검출할 수 있다. 더욱이 토출 온도를 직접 검출하고 있으므로 토출 온도 초과상승에 대해서 보다 정밀도가 높은 제어가 가능해진다.

따라서 본 실시형태는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 과냉각 열 교환기와 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부를 설치하고 토출기체 온도가 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흘리지 않도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서, 압축기의 토출 온도의 초과상승이 없고 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 상승시킬 수 있고 냉동 장치의 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

본 실시 형태의 변형예로서 제15도에 있어서 개폐 밸브(25)에 더해서 유량제어밸브(26)를 사용해서 토출기체 온도 검출부(23)에서 압축기의 토출기체 온도를 검출하고 소정치 이상으로 되지 않도록 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어부(20)에서 유량제어밸브(26a,26b)의 열림을 조절해서 제어해도 좋다. 이와 같이 함으로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량제어밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상하고 제어가 용이해진다.

[발명의 실시형태 11]

제16도는 실시형태 11에 관한 냉동 장치의 구성도이고 실시형태 8과 다른 부분만 설명하기로 한다.

부호 24는 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부이다.

또한 냉매 제어부(20)에서는 오일온도 검출부(24)에서 검출된 오일온도가 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기(18)에는 냉매를 흐르지 않도록 제어된다.

본 실시형태에서는 압축기의 오일온도를 검출하여 소정치 이상으로 되면 과냉각 운전을 중지하도록 하고 있으므로 압축기의 오일온도의 초과상승을 방지할 수 있다.

또한 오일온도를 직접 검출하고 있으므로 오일온도 초과상승에 대해서 보다 정밀도가 높은 제어가 가능해진다.

따라서 본 실시형태는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 과냉각 열 교환기와 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부를 설치하고, 오일온도가 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흐르지 않도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서, 압축기의 오일온도의 초과상승이 없고, 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 향상시킬 수 있고, 냉동 장치 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

본 실시형태의 변형으로서 제16도에 있어서 개폐 밸브(25)에 더해서 유량제어밸브(26)를 사용해서 오일온도 검출부(24)에서 압축기의 오일온도를 검출하고 소정치 이상으로 되지 않도록 냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어부(20)에서 유량제어밸브(26a,26b)의 열림을 조절해서 제어해도 좋다. 이와 같이 하므로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량제어밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상하고 제어가 용이해진다.

[발명의 실시형태 12]

제17도는 실시형태 12에 관한 냉동 장치의 구성도이고 실시형태 8과 다른 부분만 설명을 하기로 한다.

부호 23은 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부와 부호 24는 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부이다.

또한, 냉매 제어부(20)에서는 토출기체 온도 검출부(23)에서 검출된 토출기체 온도가 소정치 이상으로 되거나 혹은 오일온도 검출부(24)에서 검출된 오일온도가 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기(18)에는 냉매를 흐르지 아니하도록 제어되도록 되어 있다.

본 실시형태에서는 압축기의 토출기체 온도와 압축기의 오일온도를 검출하고 어느쪽인가 각각의 소정치 이상으로 되면 과냉각 운전을 중지하도록 하고 있으므로 압축기의 토출 온도의 초과상승 및 오일온도의 초과상승이 방지된다.

또한, 토출기체 온도와 오일온도의 양편을 검출하고 있으므로 토출 온도 초과상승 및 오일온도 초과상승의 양편의 방지에 대해서 보다 정밀도가 높은 제어가 가능해진다.

따라서 본 실시형태는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 과냉각 열 교환기와 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부 및 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부를 설치하고 토출기체 온도가 소정치 이상으로 되거나, 혹은 오일온도가 소정치 이상으로 되면 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흐르지 않도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서 압축기의 토출 온도의 초과상승 및 오일온도의 초과상승이 없고 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 향상시킬 수 있고, 냉동 장치 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

본 실시형태의 변형예로서 제17도에 있어서 개폐 밸브(25)에 더해서 유량제어밸브(26)를 사용해서 토출기체 온도 검출부(23)에서 압축기의 토출기체 온도를 검출하고 오일온도 검출부(24)에서 압축기의 오일온도를 검출하고 어떤 것의 검출치도 각각의 소정치 이상으로 되지 않는 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어부(20)에서 유량제어밸브(26a,26b)의 열림을 조절해서 제어해도 좋다. 이와 같이 하므로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량제어밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상하고 제어가 용이해진다.

[발명의 실시형태 13]

제18도는 실시형태 13에 관한 냉동 장치의 구성도이고 실시형태 8과 다른 부분만 설명하기로 한다.

부호 23은 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부와, (21)은 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부이다.

또한 냉매 제어부(20)에서는 흡입 압력 검출부(21)에서 검출된 흡입 압력이 소정치 이하의 경우와, 토출기체 온도 검출부(23)에서 검출된 토출기체 온도가 소정치 이상에서 또는 흡입 압력이 소정치를 넘는 경우, 토출기체 온도가 제1도의 소정치 이상으로 설정된 제2도의 소정 이상에서 과냉각 열 교환기(18)에는 냉매를 흐르지 아니하도록 제어되도록 되어 있다.

흡입 압력이 소정치 이하까지 하강된다는 것은 냉장고내의 온도가 소정치 이하까지 하강되고 과냉각 운전을 중지하여도 냉장고내의 온도가 불냉으로 될 때까지 상승하는 일은 없다.

따라서 토출기체 온도를 제1의 소정치, 제2의 소정치와 2단계로서 흡입 압력이 소정치 이하의 경우는 토출기체 온도의 높은 편의 한계치인 제2도의 소정치에 대해서 여유를 본 보다 낮은 제1의 소정치 이상으로 되었을 때, 과냉각 운전을 멈추고 냉장고내의 온도의 불냉을 일으키는 일이 없고 토출기체 온도의 초과상승을 방지할 수 있고, 또한 흡입 압력이 소정치를 넘은 경우 냉장고내 온도의 냉각을 중시해서 토출기체 온도가 높은 편의 한계치 보다 높은 제2의 소정치 이상에서 과냉각 운전을 멈추도록 하여 역시 냉장고내 온도의 불냉을 일으키는 일 없이 토출기체 온도의 초과상승을 방지하도록 하고 있다.

따라서 본 실시형태에서는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 과냉각 열 교환기와 압축기의 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부 및 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부를 설치하고 흡입 압력이 소정치 이하의 경우, 토출기체 온도가 제1의 소정치 이상으로 설정된 제2의 소정치 이상에서 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흘리지 않도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서 압축기의 토출 온도의 초과상승이 없고, 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 향상시킬 수 있고, 냉동 장치 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

본 실시형태의 변형예로서 제18도에 있어서 개폐 밸브(25)에 더해서 유량제어밸브(26)를 사용해서 흡입 압력 검출부(21)에서 흡입 압력을 검출하고 토출기체 온도 검출부(23)에서 압축기의 토출기체 온도를 검출하고 흡입 압력이 소정치 이하의 경우 토출기체 온도가 제1의 소정치 이상으로 되지 않도록, 또한 흡입 압력이 소정치를 넘는 경우, 토출 온도가 제2의 소정치 이상으로 되지 않도록 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어부(20)에서 유량제어밸브(26a,26b)의 열림을 조절하여 제어하여도 좋다. 이와 같이 하므로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량제어밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상하고 제어가 용이해진다.

[발명의 실시형태 14]

제19도는 실시형태 14에 관한 냉동 장치의 구성도이고 실시형태 8과 다른 부분만 설명하기로 한다.

부호 24는 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부와, 부호 21은 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부이다.

또한 냉매 제어부(20)에서는 흡입 압력 검출부(21)에서 검출된 흡입 압력이 소정치 이하의 경우와, 오일온도 검출부(24)에서 검출된 오일온도가 소정치 이상에서 또한 흡입 압력이 소정치를 넘는 경우, 오일온도가 제1의 소정치 이상으로 설정된 제2의 소정치 이상에서 과냉각 가열 교환기(18)에는 냉매를 흘리지 않도록 제어된다.

본 실시형태에서는 오일온도를 제1의 소정치, 제2의 소정치로 2단계로 하고 흡입 압력이 소정치 이하의 경우는, 오일온도의 높은 편의 한계치인 제2의 소정치에 대하여 여유를 본 것보다 낮은 제1의 소정치 이상으로 될 때 과냉각 운전을 멈추고 냉장고내 온도의 불냉을 일으키는 일 없이 오일온도의 초과상승을 방지할 수 있고, 또한 흡입 압력이 소정치를 넘은 경우는, 냉장고내 온도의 냉각을 중시하여 오일온도의 높은편의 한계치인 보다 높은 제2의 소정치 이상에서 과냉각 운전을 멈추도록 하여 역시 냉장고내 온도의 불냉을 일으키는 일 없이 오일온도의 초과상승을 방지하도록 하고 있다.

따라서 본 실시형태는 냉매의 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 과냉각 열 교환기와 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부 및 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부를 설치하고 흡입 압력이 소정치 이하의 경우와, 오일온도가 제1의 소정치 이상에서 또한 흡입 압력이 소정치를 초과한 경우, 오일온도가 제1의 소정치 이상으로 설정된 제2의 소정치 이상에서 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흐르지 아니하도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서, 압축기의 오일온도의 초과상승이 없고, 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 향상시킬 수 있고, 냉동 장치 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

본 실시형태의 변형으로서 제19도에 있어서 개폐 밸브(25)에 더해서 유량제어밸브(26)를 사용해서 흡입 압력 검출부(21)의 흡입 압력을 검출하고 오일온도 검출부(24)에서 압축기의 오일온도를 검출하고 흡입 압력이 소정치 이하인 경우, 오일온도가 제1의 소정치 이상으로 되지 않도록, 또한 흡입 압력이 소정치를 넘지 아니하는 경우, 오일온도가 제2의 소정치 이상으로 되지 않도록 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어밸브(20)에서 유량제어밸브(26a,26b)의 열림을 제어해도 좋다. 이와 같이 하므로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량제어밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상하고 제어가 용이해진다.

[발명의 실시형태 15]

제20도는 실시형태 15에 관한 냉동 장치의 구성도이고 실시형태 8과 다른 부분만 설명하기로 한다.

부호 23는 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부, 부호 24는 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부와, 부호 21은 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부이다.

또한 냉매 제어부(20)에서는 흡입 압력 검출부(21)에서 검출된 흡입 압력이 소정치 이하인 경우, 토출기체 온도 검출부(23)에서 검출된 토출기체 온도 및 오일온도 검출부(24)에서 검출된 오일온도 중 최소한 한편이 제1의 소정치 이상으로 또한 흡입 압력 검출부(21)에서 검출된 흡입 압력이 소정치를 넘는 경우, 토출기체 온도 및 오일온도 중 최소한 한편이 제1의 소정치 이상으로 설정된 제2의 소정치 이상에서 개폐 밸브(25a)를 닫고, 개폐 밸브(25b)를 열고 과냉각 가열 교환기(18)에는 냉매를 흘리지 않도록 제어된다.

본 실시형태에서는 토출기체 온도와 오일온도를 각각 제1의 소정치, 제2의 소정치와 2단계로 하고 흡입 압력이 소정치 이하의 경우는, 토출기체 온도와 오일온도의 높은 편의 한계치인 제2의 소정치에 대하여 여유를 본 것보다 낮은 제1의 소정치 이상으로 토출기체 온도와 오일온도 중 최소한 한편이 되었을 때 과냉각 운전을 멈추고 냉장고내 온도의 불냉을 일으키는 일 없이 토출기체 온도의 초과상승 및 기름 온도의 초과상승을 방지할 수 있고, 또한 흡입 압력이 소정치를 초과한 경우 냉장고내 온도의 냉각을 중시하여 토출기체 온도와 오일온도의 높은편의 한계치인 보다 높은 제2의 소정치 이상으로 토출기체 온도와 오일온도 중 최소한 한편이 된 때 과냉각 운전을 멈추도록 하여 역시 냉장고내 온도의 불냉을 일으키는 일 없이 토출기체 온도의 초과상승 및 오일온도의 초과상승을 방지하도록 하고 있다.

따라서 본 실시형태에서는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 과냉각 열 교환기와 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부, 압축기의 오일온도를 검출하는 오일온도 검출부 및 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부를 설치하고, 흡입 압력이 소정치 이하의 경우와, 토출기체 온도와 오일온도중 최소한 한편이 제1의 소정치 이상으로 또한 흡입 압력이 소정치를 넘는 경우 토출기체 온도와 오일온도중 최소한 한편이 제1의 소정치 이상으로 설정된 제2의 소정치 이상에서 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흐르지 아니하도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서, 압축기의 토출기체 온도의 초과상승 및 오일온도의 초과상승이 없고, 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 향상시킬 수 있고, 냉동 장치 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

본 실시형태의 변형예로서 제20도에 있어서 개폐 밸브(25)에 더해서 유량제어밸브(26)를 사용해서 토출기체 온도 검출부(23)에서 압축기의 토출기체 온도를 검출하여, 또한 오일온도 검출부(24)에서 압축기의 오일온도를 검출하여 흡입 압력 검출부(21)에서 검출된 흡입 압력이 소정치 이하의 경우는, 어떤 것의 검출치도 각각의 제1의 소정치 이하로 되지 않도록 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어밸브(20)에서 유량제어밸브(26a,26b)의 열림을 제어해서 제어하고, 또한 흡입 압력이 소정치를 초과한 경우는, 어떤 검출치도 제2의 소정치 이상으로 되지 아니하도록 제어해도 좋다. 이와 같이 하므로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량제어밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상하고 제어가 용이해진다.

[발명의 실시형태 16]

제21도는 실시형태 16에 관한 냉동 장치의 구성도이고 실시형태 8과 다른 부분만 설명하기로 한다.

부호 19는 압축기의 흡입 기체 온도를 검출하는 흡입 기체 온도 검출부와, 부호 21은 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부이다.

또한 냉매 제어부(20)에서는 흡입 압력 검출부(21)에서 검출된 흡입 압력이 소정치 이하인 경우, 흡입 기체온도 검출부(19)에서 검출된 흡입 기체 온도가 제1의 소정치 이상에서, 또한 흡입 압력 압력이 소정치를 넘는 경우, 흡입 기체 온도가 제1의 소정치 이상으로 설정된 제2의 소정치 이상에서 과냉각 가열 교환기(18)에는 냉매를 흐르지 아니하도록 제어된다.

본 실시형태에서는 흡입 기체 온도 제1의 소정치, 제2의 소정치와 2단계로 하고 흡입 압력이 소정치 이하인 경우는 흡입 기체 온도가 높은 편의 한계치인 제2의 소정치에 대해서 여유를 본 보다 낮은 제1의 소정치 이상으로 된 때 과냉각 운전을 멈추고 냉장고내 온도의 불냉을 일으키는 일 없이 토출기체 온도의 초과상승을 방지할 수 있고, 또한 흡입 압력이 소정치를 넘은 경우는 냉장고내 온도의 냉각을 중시하여 흡입 기체 온도의 높은 편의 한계치인 보다 높은 제2의 소정치 이상으로 과냉각 운전을 멈추도록 하여 역시 냉장고내 온도의 불냉을 일으키는 일이 없고 압축기의 토출기체 온도 초과상승을 방지하도록 하고 있다.

따라서 본 실시형태에서는 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하며, 과냉각 열 교환기와 압축기의 토출기체 온도를 검출하는 토출기체 온도 검출부, 압축기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출부를 설치하고, 흡입 압력이 소정치 이하인 경우 흡입 기체 온도가 제1의 소정치 이상에서 또한 흡입 압력이 소정치를 초과한 경우 흡입 기체 온도가 제1의 소정치 이상으로 설정된 제2의 소정치 이상에서 과냉각 열 교환기에는 냉매를 흘리지 않도록 제어하는 냉매 제어부를 구비하므로서 압축기의 토출 온도의 초과상승이 없고, 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매의 냉동 능력을 향상시킬 수 있고, 냉동 장치 능력의 향상을 도모할 수가 있다.

본 실시형태의 변형예로서 제21도에 있어서 개폐 밸브(25)에 더해서 유량제어밸브(26)를 써서 흡입 기체온도 검출부(19)에서 압축기의 흡입 기체온도 검출부(19)에서 압축기의 흡입 기체 온도를 검출하여 흡입 압력 검출부(21)에서 검출된 흡입 압력이 소정치 이하인 경우는 제1의 소정치 이상으로 되지 아니하도록 또한 흡입 압력이 소정치를 초과한 경우는 제2의 소정치 이상으로 되지 아니하도록 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매 유량을 냉매 제어밸브(20)에서 유량제어밸브(26a,26b)의 열림을 조절하여 제어해도 좋다. 이와 같이 하므로서 개폐 밸브(25)를 사용하는 효과에 더해서 유량제어밸브(26)의 열림 조절에 의해 제어 정밀도가 향상하고 제어가 용이해진다.

더욱이 실시형태 8,9,10,11,12,13,14,15,16에 있어서, 개폐 밸브(25)와 유량제어밸브(26)를 혼재시키고 과냉각 열 교환기(18)측의 배관과 과냉각 열 교환기(18)를 바이패스 하는 배관에 각각 설치해도 또한 과냉각 열 교환기(18)측의 배관에 설치한 개폐 밸브(25a) 또는 유량제어밸브(26a)를 각 실시형태의 도면과 같이 과냉각 열 교환기(18)의 입구측 배관에 설치하는 대신에 출구측에 설치해도 상술한 각 실시형태의 변형예로서 기재한 것과 거의 같은 효과가 얻어진다.

[발명의 실시형태 17]

제22도는 본 발명의 실시형태 17을 도시하는 냉동 장치도이고 압축기(1), 응축기(2), 수액기(30), 스로틀 장치(4), 증발기(4), 아큠레이터((accumlator)31) 등이 차례로 배관으로서 접속되고 다시 과냉각 열 교환기(18)의 고압액체부는 수액부(30)와 스로틀 장치(3) 사이, 저압 기체부는 증발기(4)와 아큠레이터(31) 사이에 접속한 것이다. 즉 과냉각 열 교환기(18)는 응축기(2)를 나온 고압액 냉매와 증발기(4)를 나온 저압 기체 냉매를 예를 들자면 양 배관 사이에서 열 교환하도록 하여 구성하고 있다. 냉매로서는 하이드로 플루오로카본 R404A를 사용한 냉동 장치이다. 냉매는 하이드로 플루오로카본 R507이라도 좋다. 제23도는 압력 엔탈피선도 위의 본 실시형태의 냉동 싸이클 동작점이고 제24a도는 R404A의 냉동 능력의 이론 증가 비율을, 제24b도는 R22의 냉동 능력의 이론 증가 비율을 도시하는 것이다. 과냉각 열 교환기(18)을 응축기(2) W 증발기(4)의 일부로서 유니트에 내장시켜도 좋다. 또한 도면에 있어서 화살표(32)는 냉매의 흐름을 도시하고 있다.

제23도를 이용해서 동작에 대해서 설명을 한다. 압축기(1)에서 토출한 고온고압의 냉매 기체 ①은 응축기(2)에 들어가고 거기에서 고압의 액 냉매 ②´로 되고, 수액기(30)를 통과하고 고압액 냉매는 과냉각 열 교환기(18)로 들어가고, 저압 기체의 엔탈피차 ④-④´에서 냉각되고, 엔탈피를 ②´에서 ②까지 저하하고 스로틀장치(3)에서 감압되고 2상의 저압 냉매 ③로 된다. 증발기(4)로 보내진 2상 냉매는 증발기(4)에서 증발해서 저압 기체 냉매 ④´로 되고 과냉각 열 교환기(18)로 들어간다. 거기에서 고압액 냉매와의 열 교환에 의해 엔탈피를 ④´에서 ④로 증가시키고 다시 압축기(1)에 흡입된다.

다음으로 과냉각 열 교환기(18)에서의 냉동 싸이클 동작에 대해서 상세히 설명한다. ②´, ②에 있어서 엔탈피를 각각 H3´, H3, ④´, ④에 있어서 엔탈피를 각각 H4´, H4, ④´, ④에 있어서 밀도를 각각 ρ4´, ρ4, 종래의 냉동 싸이클의 냉동 능력을 Q로 한다. 수액기(30)를 나온 고압액 냉매는 과냉각 열 교환기(18)로 ②´에서 ②로 이동하고 즉 증발기 입구의 엔탈피가 H3´에서 H3으로 저하하고 증발기(4)에서의 엔탈피 차가 H4´-H3에서 H4´-H3으로 증가한다. 저압 기체 냉매는 과냉각 열 교환기(18)에서 ④´에서 ④로 이동하고 즉 압축기의 흡입의 엔탈피가 H4´에서 H4로 증가하고 압축기(1)의 흡입의 냉매 기체 온도가 상승하고 냉매 기체 밀도가 ρ4´에서 ρ4로 저하하고 그 결과 냉매 유량이 저하한다. 냉동 능력의 증가하는 이론 비율은 동일 압축기를 상용한 때는 다음식으로 조사한다. 단, H4-H4´는 온도가 높고 냉동에 기여하지 아니하기 때문에 냉동 능력을 산출하는 엔탈피차로부터 제외하였다.

[수학식 4]

제24a도에 R404에 대해서 응축 온도 40℃에 대해서 응축 온도 40℃, 증발 온도 -10~40℃에 있어서 과냉각 열 교환기(18)에 의해 과냉각도가 10(deg)로 되었을 때 증발개(4)에서의 엔탈피 차의 증가하는 경우 즉(H4´-H3)/(H4´-H3´), 압축기 흡입의 기체 냉매 밀도의 감소하는 비율 즉 ρ4/ρ4´, 냉동 능력의 증가하는 비율 즉 Q/Q를 이론적으로 구한 결과를 표시한다. 본 실시형태의 비교를 위해 제24b도에 냉매를 R22로 하여 응축 온도 40℃, 증발온도 -10~-40℃에 있어서 과냉각 열 교환기(18)에 의해 과냉각도 10(deg)로 된 때 증발기(4)에서의 엔탈피차의 증가하는 비율 즉(H4´-H3)/(H4´-H3´). 압축기 흡입의 기체 냉매 밀도의 감소하는 비율 즉 ρ4/ρ4´. 냉동 능력의 증가하는 비율. 즉 Q/Q를 표시하고 있다.

제24a도에서 알 수 있는 바와 같이 R404A에 있어서는 증발기에서의 엔탈피차의 증가하는 비율이 압축기(1)의 흡입 기체 냉매 밀도의 저하하는 비율보다도 뛰어나므로 전체로서 냉동 능력이 증가한다.

한편 제24b도에서 알 수 있는 바와 같이 종래의 냉동 장치에서 사용되고 있는 R22에서는 증발기에서의 엔탈피차의 증가하는 비율과 압축기(1)의 흡입 기체 냉매 밀도의 저하하는 비율이 거의 같으므로 냉동 능력의 향상은 도모해지지 아니한다. 이상에서 R22에는 알맞지 아니하고 R404A에는 본 실시형태는 유효한 것을 알 수 있다.

이상으로 상술한 바와 같이 고압액 냉매와 저압 기체 냉매와의 열 교환은 R22에서는 하향이나 R404A는 본 실시형태에 표시하는 고압액 냉매와 저압기체 냉매를 열 교환시키는 냉동 장치는 압축기의 신뢰성을 확보할 수 있는 범위(토출 온도가 지나치게 상승하지 아니하는 범위)에서 냉동 능력의 향상을 도모할 수가 있다. 또한 R507에 대해서는 본 실시형태에서는 값은 표시하지 아니하였으나 R404A와 동등한 효과가 있다.

또한 과냉각 열 교환기(18)에 의해 증발기(4)에서 다시 액체 상태로 되어도 과냉각 열 교환기(18)에서 열을 회수할 수가 있고 기체 냉매로 할 수가 있고 다시 액체 상태로 되는 현상에 의한 압축기의 신뢰성 저하를 억제하는 일도 기대된다.

제22도에 있어서 과냉각 열 교환기(18)를 2중관으로 하고 내관내에 저압 기체 냉매, 외측의 환상부에 고압액 냉매를 흘리는 구조로 하면 환상부에 고압액 냉매를 흘리는 구조로 하면 환상부의 고압액 냉매(예를 들자면 온도 40℃)와 외기(예를 들자면 20℃)와의 열 교환(방열)에 의해 손실이 환상부에 저압 기체 냉매(예를 들자면 온도 -30℃)를 흘렸을 때에 외기와의 열교환(흡열)에 의해 손실 실보다 적으므로 저압 기체 냉매와 고압액 냉매와의 열 교환 효율이 좋다.

제25도에 도시하는 것은 과냉각 열 교환기(18)를 고압액 접속관과 저압 기체 접속관의 도중에서 접속할 수 있도록 하고 성능 개선을 목적으로 하는 다른 부품으로 한 것이다. 이때 압축기(1), 응축기(2), 수액기(30), 스로틀 장치(3), 증발기(4) 등을 종래의 것과 같은 것이 사용되고 다시 기존의 냉동 장치에 과냉각 열 교환기(18)를 내장시키는 것만으로 냉동 능력 개선이 도모해지는 장점이 있다.

[발명의 실시형태 18]

제26도는 본 발명의 실시형태 18를 도시한 것이다. 과냉각 열 교환기(18)를 바이패스하는 액관의 바이패스 회로(33)와 그것의 회로에 예를 들자면 개폐 밸브로서 전자 밸브(34)를 설치하고 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 기체 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서(36)를 구비하고 있다. 과냉각 열 교환기(18)를 통과하는 액관의 출구에 예를 들자면 개폐 밸브로서 전자 밸브(35)를 설치함과 함께 통상의 운전에서는 바이패스 회로(33)의 전자 밸브(34)는 닫히고 과냉각 열 교환기를 통과하는 액관의 전자 밸브(35)는 열리고 실시형태(17)와 같이 냉동 능력의 증대를 도모한다. 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 기체 냉매의 온도를 온도 센서(36)에서 검출하고 소정 온도 이상으로 되면 바이패스 회로(33)의 전자 밸브(34)를 열고 열교환기를 통과하는 액관의 전자 밸브(35)는 닫히고 바이패스 회로(33)에 냉매가 흐르므로서 압축기(1)의 흡입 기체 온도의 상승이 억제되므로 압축기(1)의 신뢰성을 확보할 수 있다.

제27도에 도시하는 것은 과냉각 열 교환기(18)를 바이패스하는 기체관의 바이패스 회로(37)와 그것의 회로에 예를 들자면 개폐 밸브로서 전자 밸브(38)를 설치하고 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서(36) 구비하고 있다. 과냉각 열 교환기(18)를 통과하는 기체관의 출구에 예를 들자면 개폐 밸브로서 전자 밸브(39)를 설치하고 있다. 통상의 운전에서는 바이패스 회로(37)의 전자 밸브(38)는 닫히고 과냉각 열 교환기를 통과하는 기체관의 전자 밸브(39)는 열리고 실시형태 17과 같이 냉동 능력의 증대를 도모한다. 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 기체 냉매의 온도를 온도 센서(36)로 검출하고 소정 온도 이상으로 되면 바이패스 회로(37)의 전자 밸브(38)를 열고 열 교환기를 통과하는 기체관의 전자 밸브(39)는 닫히고, 압축기(1)의 흡입 기체 온도의 상승이 억제되므로 압축기(1)의 신뢰성을 확보할 수 있다.

제28도에 도시하는 것은 과냉각 열 교환기(18)를 바이패스하는 기체관의 바이패스 회로(37)와 그것의 바이패스 회로(37)에 예를 들자면 유량 제어 밸브로서 전자 팽창 밸브(40)를 설치하고 과냉각 열 교환기(18)의 기체 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서(36)를 구비하고 있다. 과냉각 열 교환기(18)를 통과하는 기체관의 출구에 예를 들자면 개폐 밸브로서 전자 밸브(39)를 설치하고 있다. 통상의 운전에서는 전자 팽창 밸브(40)는 전체 폐쇄로 하고 전자 밸브(39)는 열리고 실시형태(17)와 냉동 능력의 증대를 도모한다. 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 냉매 기체 온도를 온도 센서(36)로 검출하고 소정 온도 이상으로 되면 바이패스 회로(37)의 전자 팽창 밸브(40)의 열림을 조절하여 바이패스량을 제어하므로서 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 냉매 기체 온도가 설정 온도 이하로 되도록 제어한다. 이에 따라 압축기 투입 기체 온도의 상승을 억제하고 압축기(1)의 신뢰성을 확보함과 함께 실시형태(17)와 같이 냉동 능력의 증대를 도모할 수가 있다. 전자 팽창 밸브(40)의 열림을 전부 열어도 소정 온도 이하로 되지 아니할 때는 전자 밸브(39)를 닫고 기체 냉매 모두가 바이패스 회로(37)로 흐르므로서 압축기 흡입 기체 온도의 상승을 억제하고 압축기(1)의 신뢰성을 확보한다.

제29도에 도시하는 것은 과냉각 열 교환기(18)를 바이패스 하는 기체관의 바이패스 회로(37)와 그것이 회로에 예를 들자면 개폐 밸브로서 전자 밸브(38)를 설치하고 과냉각 열 교환기(18)의 기체 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서(36)를 구비하고 있다. 과냉각 열 교환기(18)를 통과하는 기체관의 출구에 예를 들자면 냉매 유량 제어 밸브로서 전자 팽창 밸브(41)를 설치하고 있다. 통상의 운전에서는 전자 밸브(38)는 닫히고 전자 팽창 밸브(41)는 전체가 열어서 실시형태 17과 같이 냉동 능력의 증대를 도모할 수가 있다. 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 냉매 기체 온도를 온도 센서(36)에서 검출하고 소정 온도 이상으로 되면 전자 밸브(38)를 열고 전자 팽창 밸브(41)의 열림을 조절하여 과냉각 열 교환기(18)로 흐르는 냉매 기체 유량을 조절하므로서 과냉각 열 교환기(18)의 출구의 냉매 기체 온도가 소정 온도 이하로 되도록 제어한다. 이에 따라 압축기 흡입 기체 온도의 상승을 억제하고 압축기(1)의 신뢰성을 확보함과 함께 실시형태 17과 같이 냉동 능력의 증대를 도모한다.

또한 상술한 각 발명의 실시형태에 기재된 냉동 장치, 응축기 및 증발기 등은 어디까지나 한 실시형태를 표시하는 것이고 이들에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 달성하는 것은 널리 포함되는 것은 말할 나위도 없다.

[발명의 효과]

이상 설명한 대로 본 발명에 관한 냉동 장치는 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기를 차례로 접속하여 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하는 냉동 장치에 있어서, 응축기의 입구측에서의 열 교환량을 출구측 보다도 많도록 한 구성으로 하였으므로 응축기의 기상측과 액상측에서의 응축기 주위 온도와의 온도차를 가급적 없애고 또한 필요에 의해 균일화된 응축기의 온도와 응축기 주위 온도에 적당한 온도차를 설치하므로서 충분한 열 교환량을 확보하고 응축기의 성능을 충분히 발휘시키고 더욱이 응축기 내압력의 이상 상승을 방지할 수가 있다.

또한 본 발명에 관한 냉동 장치는 응축기의 송풍기를 구비하고 응축기로의 풍량을 응축기의 냉매 출구측 보다도 냉매 입구측을 크게 한 구성으로 하므로서 응축기의 냉매 출구측 보다 냉매 입구측을 보다 냉각할 수가 있고 응축기의 온도를 균일화 할 수 있고 응축기의 성능이 충분히 발휘되고 더욱이 응축기내 압력의 이상인 상승을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 관한 냉동 장치는 응축기의 열 교환용의 배관의 입구측을 출구측 보다 열 교환 유체와의 전열면적을 크게 한 구성으로 하였으므로 출구측 보다 입구측에서 열 교환량을 크게 할 수 있고 응축기의 온도를 균일화 할 수 있다.

또한 본 발명에 관한 냉동 장치는 응축기의 열 교환용의 배관의 입구측을 출구측 보다 열 통과율이 높은 것을 사용하였으므로 응축기 온도를 균일화 할 수 있다.

또한 본 발명에 관한 냉동 장치는 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기를 차례로 접속해서 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하는 냉동 장치에 있어서 응축기용의 송풍기와 응축기내의 온도 분포를 검출하는 온도 검출부와 온도 검출부의 신호에 의해 응축기내의 온도 분포가 균일하게 되도록 송풍기를 제어하는 송풍기 제어부를 구비하였으므로 응축기내의 냉매의 온도 분포를 균일화할 수 있고 냉동 능력 업을 위해 냉매 온도를 상승시켜도 특히 온도가 지나치게 높은 부분을 일으키는 일이 없고 따라서 응축기내 압력의 초과상승을 방지할 수 있고 응축기 능력을 충분히 발휘할 수 있다.

또한 본 발명의 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기능을 차례로 접속해서 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하는 냉동 장치에 있어서, 증발기의 열 교환기의 배관 압력손실이 냉매의 온도 구배가 거의 동일해지도록 하고 있으므로 증발기내의 냉매 온도가 거의 균일해지고 한쪽으로 서리가 형성되는 현상이 방지된다.

또한 본 발명의 발명에 관한 냉동 장치는 증발기의 배관 압력손실의 부여를 배관 형상과 길이로 설정하고 있으므로 배관 형상과 길이를 적당하게 하므로서 증발기내의 압력손실과 냉매의 온도 구배를 거의 동일하게 할 수가 있다.

또한 본 발명의 발명에 관한 냉동 장치는 증발기의 배관 압력손실의 부여를 배관내 냉매의 유속의 제어로 설정하도록 하고 있으므로 증발기 냉매 입구 온도와 냉매 출구 온도의 온도차가 적은 경우 냉매 유량을 감소시키므로서 증발기내의 냉매 압력손실을 감소시키고 역으로 냉매 입구 온도와 냉매 출구 온도의 온도차가 큰 경우 냉매 유량을 증가시키므로서 증발기내의 냉매 압력손실을 증가시키고 증발기 내의 냉매 온도를 거의 균일하게 할 수 있다.

또한 본 발명의 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기의 차례로 접속하여 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고, 냉매에 여러 종류의 하이드로 플루오로카본을 혼합한 혼합 냉매를 사용하는 냉동 장치에 있어서, 하이드로 플루오로카본 혼합 냉매로서 R404A를 선정하고 냉동 능력이 거의 최대로 되는 증발기의 열 교환기의 경로수가 R404A와 냉매 R22의 공통의 경로수인 증발기를 구비한 구성으로 하고 있으므로 증발기의 열 교환용 배관으로의 냉매 유량을 설정하는 경로수를 공통으로 하여 냉매 R404A와 R22에 관해서 각각의 냉동 능력을 거의 최대로 할 수가 있으므로 1개의 증발기로 냉매 R404A와 R22가 공용되고 오존 파괴 작용이 없는 냉동으로의 이행기에 있어서 R22용 증발기와 오존 파괴 없는 R404A용의 증발기의 양편의 요구에 대해서 공통의 증발기로 대처되고 갯수의 절감이 가능하고 경제적인 효과가 크다.

또한 본 발명의 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기의 차례로 접속하여 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키고, 냉매에 하이드로 플루오로카본을 사용하는 냉동 장치에 있어서, 고압액 냉매와 저압 기체 냉매를 열 교환하는 과냉각 열 교환기를 구비하므로서 냉매에 하이드로 플루오로카본을 사용하여도 과냉각 열 교환기에서의 고압액 냉매와 저압 기체 냉매의 열 교환에 의해 증발기 출구와 입구의 엔탈피차가 증대하고 냉동 능력이 증대한다.

또한 본 발명의 발명에 관한 냉동 장치는 냉매에 하이드로 플루오로카본 R404A 또는 R507을 사용하므로서 냉동 장치의 냉동 능력의 향상이 도모해진다.

또한 본 발명의 발명에 관한 냉동 장치는 고압액 냉매와 저압 기체 냉매를 열 교환하는 과냉각 열 교환기를 2중관으로 하고 내관내에 저압 기체 냉매, 환 형상부에 고압액 냉매를 흐르도록 하고 있으므로 과냉각 열 교환기의 저압 기체 냉매와 고압액 냉매와의 열 교환의 효율이 좋다.

또한 본 발명의 발명에 관한 냉동 장치는 고압액 냉매와 저압 기체 냉매를 열 교환하는 과냉각 열 교환기를 고압액 접속 배관의 도중과 저압 기체 접속 배관의 도중에서 접속되도록 하고 냉동 능력 개선용의 별도 부품으로 하였으므로 기존의 냉동 장치에 과냉각 열 교환기를 내장하는 것만으로 하이드로 플루오로카본 냉매 사용의 냉동 장치의 냉동 능력 개선이 도모해진다.

또한, 본 발명의 발명에 관한 냉동 장치는 과냉각 열 교환기에 흐르는 냉매량을 제어하는 냉매 제어 수단을 구비하고 있으므로 과냉각 열 교환기로 냉매를 흐르게 하므로서 냉동 장치의 냉동 능력을 개선할 수 있음과 함께 과냉각 열 교환기에 냉매를 흐르게 하므로서 불합리함이 생길때는 흐르는 냉매량을 제어해서 상기 불합리함이 해소된다.

Claims (1)

1. 압축기, 응축기, 스로틀 장치 및 증발기의 각 기기를 차례로 접속하여 냉매를 순환시키는 냉매 회로를 형성시키며, 냉매에 하이드로 플루오로카본을 사용하는 냉동장치에 있어서, 스로틀 장치(3)와 응축기(2)의 사이에서 또한, 압축기(1)와 증발기(4)의 사이에 배치되며, 응축기(2)를 나온 고압액 냉매와 증발기(4)를 나온 저압 기체 냉매를 열교환하는 과냉각 열 교환기(18)와, 상기 과냉각 열 교환기(18)에 흐르는 냉매량을 제어하는 냉매 제어수단(20)을 구비하며, 상기 과냉각 열 교환기(18) 입구측 배관 또는 출구측 배관에 설치된 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브를 포함하는 상기 과냉각 열 교환기를 바이패스하는 바이패스 배관(27)과, 상기 바이패스 배관에 설치된 개폐 밸브를 구비하며, 상기 냉매 제어수단(20)이 상기 개폐 밸브를 개폐 제어하는 것에 의해 상기 과냉각 열 교환기(18)로의 냉매 유통량을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.