KR100303189B1 - 냉기순환형냉각장치 - Google Patents

Abstract

브라인과 순환공기의 사이의 열교환을 효율적으로 행할 수 있게 한다.

팬(16)에 의해 순환공기를 냉기덕트(12)의 아래로부터 위로 흘린다.

그리고, 증발기(4)로 냉각된 브라인을 냉기덕트(12)의 최상부에 설치한 브라인방출기(11)로부터 냉기덕트(12)내로 방출시키므로서 브라인과 순환공기의 사이에서 직접 열교환시켜서 순환공기의 냉각을 행한다.

이와 같이 해서 냉각된 공기를 냉기토출구(20)로부터 상품수납부(21)로 흘려서 상품의 냉각을 행한다.

한편, 순환공기의 순환로 중에 온도센서(24)를 설치하여 그 출력을 기초로 해서 방출량제어밸브(9)를 조절하므로서 방출되는 브라인량을 변화시켜서 온도제어를 행한다.

또 브라인회수파이프(27)중에 농도센서(28)를 설치하여 그 출력이 소정치이하로 되었을 때, 서브탱크(29)로부터 브라인탱크(6)내에 고농도의 브라인을 공급해서 브라인의 농도조절을 행한다.

Description

냉기순환형 냉각장치

본 발명은 냉기순환형의 냉동 냉장쇼우케이스, 냉동 냉장고 등에 적용가능한 냉기순환형 냉각장치에 관한 것이다.

대형의 냉동 냉장쇼우케이스나 업무용의 프레하브냉동 냉장고 등에서는 냉각장치로서 냉각된 공기를 팬(fan)에 의해 강제적으로 순환시키면서 식품 등의 냉각을 행하는 냉기순환형 냉각장치가 많이 채용되고 있다.

이들 냉기순환형 냉각장치에서는 강제 순환되는 공기의 냉각은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 된 냉각유닛에 의해 행하지만 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등의 사이는 냉매배관으로 접속하고 그들 사이에서 프론, 암모니아 등의 냉매를 순환시키면서 냉각을 행한다.

그리고, 냉각유닛 내의 압축기는 냉동 냉장쇼우케이스나 냉동 냉장고 등이 설치된 방과는 다른 기계실에 설치되고, 응축기는 옥상 등의 통풍이 양호한 장소에 설치되고, 팽창밸브 및 증발기는 냉동 냉장쇼우케이스 등의 내부에 설치된다.

그리고 각각 1대의 압축기, 응축기에 대해서 냉동 냉장쇼우케이스 등의 대수는 1대에 한정되지 않고 복수대가 되는 일도 있다.

이와 같은 냉각장치에서는 압축기, 응축기와 냉동 냉장쇼우케이스 등의 사이의 냉매배관이 대단히 길어진다.

그 결과, 냉매배관 내에 들어가는 프론등의 냉매의 양이 많아져서 비용이 높아진다.

또 냉매배관은 다수 개소에서 연결이 필요하게 되어 그들의 연결은 용접이나 나사조임 등에 의해 행해지지만, 냉매배관내의 냉매는 고압력이 되기 때문에 배관으로부터 냉매가 누출되는 일이 없도록 연결작업에 특수기술이 필요하게 되어서 그점에서도 비용이 높아진다.

여기서, 염화칼슘수용액, 에틸렌글리콜수용액 등에 의한 브라인(brine)을 사용해서 기계실내의 냉각유닛으로 브라인을 냉각시키고 기계실로부터 냉동 냉장쇼우케이스 등에의 배관에는 냉각된 브라인을 흘려서 그 브라인에 의해 냉동 냉장쇼우케이스 등의 내부의 강제순환공기를 냉각시키도록 한 것이 개발되어 있다.

이 경우, 브라인과 순환공기의 사이의 열교환은 냉동 냉장쇼우케이스 등의 내부 배면의 냉기덕트(duct)내에 있어서, 핀 앤드 튜우브(fin and tube)등에 의한 열교환기로 냉각한 브라인을 흘리고 그 주위에 순환공기를 흘리므로서 행하고 있었다.

이와 같은 냉각장치에 의하면, 기계실로부터 냉동 냉장쇼우케이스 등까지의 긴 배관내에 충전되는 것은 프론 등의 고가의 냉매가 아니고 값싼 브라인이므로 그분만큼 비용은 절감된다.

또 배관내의 브라인은 고압으로 할 필요가 없기 때문에 배관의 연결작업에 특수한 기술은 필요가 없어지고 그 점에서도 비용이 절감된다.

또 이와 같은 냉각장치에 관련되는 종래의 문헌으로서는 예를들면, 일본국 특개평8-68585호 공보(F25D 15/00)가 있다.

그러나, 이와 같이 브라인을 사용한 냉각장치에서는 브라인과 순환공기의 사이의 열교환에 열교환기가 사용되고 열교환기에는 근소하지만 열저항이 있기 때문에 그분만큼 효율이 저하한다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고 브라인과 순환공기의 사이의 열교환을 보다 효율적으로 행할 수 있게 하는 것을 과제로 하는 것이다.

도1은 본 발명의 1실시형태를 나타내는 도면

도2는 브라인방출기의 1예를 나타내는 도면

도3은 냉기덕트내부의 일부사시도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

3. 팽창밸브

4. 증발기

5. 수액기

6. 브라인탱크

7. 브라인펌프

8. 브라인공급파이프

9. 방출량제어밸브

11. 브라인방출기

12. 냉기덕트

14. 브라인배출파이프

15. 단열벽

16. 팬

17. 통기구멍

19. 필터

20. 냉기토출구

21. 상품수납부

22. 공기흡입구

24. 온도센서(온도검출기)

25. 온도조절기

27. 브라인회수파이프

28. 농도센서(브라인농도검출기)

29. 서브탱크

31. 덕트저면판

32. 브라인배출구

33. 브라인배출파이프

상기한 과제를 해결하기 위해 청구항 1에 기재된 냉각장치는 냉각된 브라인을 냉각용 순환공기가 흐르는 냉기덕트내에 방출하므로서 브라인과 순환공기의 사이에서 직접 열교환시키는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면 브라인과 순환공기의 사이의 열교환을 효율적으로 행할 수가 있게 된다.

또 청구항 2에 기재된 냉각장치는 순환공기는 냉기덕트하측으로부터 위쪽방향으로 흐르고 브라인은 냉기덕트의 상측으로부터 아래방향으로 방출해서 냉기덕트의 저면부로부터 회수하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면 순환공기와 브라인의 사이의 열교환의 효율이 또다시 양호하게 된다.

그리고, 또 청구항 3에 기재된 냉각장치는 순환공기의 순환로 중에 온도검출기를 설치하여 그 출력에 기초해서 냉기덕트내에 방출되는 브라인의 양을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 간단한 제어장치로 고정밀도의 온도제어가 가능하게 된다.

다시 또, 청구항 4에 기재된 냉각장치는 브라인유로 중에 브라인농도검출기를 설치하여 그 출력이 소정치이하로 되었을 때 브라인유로 중에 고농도의 브라인을 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면 브라인에 공기 중의 수분이 들어가는 일이 있어도 브라인의 농도저하를 방지해서 필요한 성능이 항상 유지되게 된다.

(실시예)

다음에 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초해서 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 1실시형태를 나타내는 도면이다.

도1에 있어서 (3)은 팽창밸브, (5)는 수액기, (7)은 브라인펌프, (9)는 방출량제어밸브, (11)은 브라인방출기, (12)는 냉기덕트, (13)은 냉기덕트(12)의 하부에 고인 브라인, (15)는 단열벽, (16)은 팬, (17)은 통기구멍, (19)는 필터, (20)은 냉기토출구, (21)은 상품수납부, (22)는 공기흡입구, (24)는 온도센서, (25)는 온도조절기, (26)은 쇼우케이스기초대, (28)은 농도센서, (30)은 농도제어밸브이다.

압축기(1)에서 압축된 냉매는 응축기(2)에 의해 액화된 후, 팽창밸브(3)에서 단열팽창되어서 증발기(4)에 보내진다.

증발기(4)에서는 단열팽창에 의해 저온이 된 냉매를 핀 앤드 튜우브 등을 통해서 그 외측주위에 염화칼슘수용액으로 된 브라인을 흘려서 냉매와 브라인의 사이에서 열교환시켜서 브라인을 냉각시킨다.

브라인은 브라인펌프(7)에 의해 브라인탱크(6)로부터 증발기(4)로 보내지고 있지만 상기와 같이해서 증발기(4)에서 냉각된 후, 브라인공급파이프(8)를 통해서 냉동 냉장쇼우케이스 등에 공급된다.

도1에서는 브라인의 공급대상으로서 쇼우케이스를 1대만 표시하고 있으나, 브라인공급파이프(8)에는 기타의 쇼우케이스나 냉장고 등도 병렬적으로 접속할 수 있다.

증발기(4)에서 냉각된 브라인은 브라인공급파이프(8)로부터 방출량제어밸브(9), 방출기연결파이프(10)를 통해서 브라인방출기(11)에 공급된다.

브라인방출기(11)는 예를들면, 도2에 나타내는 바와 같이 중앙부에서 방출기연결파이프(10)에 연결되고 원주면 가로측으로부터 하측에 걸쳐서 다수의 방출구멍(11a)이 형성되고 양단면이 봉함된 관형상체로 형성되어 있고 냉기덕트(12)의 상부에서 쇼우케이스의 폭방향으로 설치되어 있다.

냉기덕트(12)는 도3에 내부의 일부사시도로 나타내는 바와 같이 하부벽면에 다수의 통기구멍(17)이 형성되어 있어서 팬(16)에 의해 보내지는 공기를 통기구멍(17)으로부터 받아들여서 위쪽으로 향해서 흘리도록 하고 있다.

브라인방출기(11)로부터 살포된 브라인은 냉기덕트중을 샤워모양으로 낙하하면서 냉기덕트(12)중에 그것과 대향하는 방향으로 흐르는 순환공기와 접촉하고 양자간에서 직접 열교환이 행해져서 순환공기를 냉각시킨다.

이와 같이 브라인과 순환공기의 사이에서 열교환기를 사용하지 않고 직접 열교환시키도록 한 결과, 열저항의 영향을 받지 않고 효율적으로 열교환을 행할 수 있게 되었다.

이와 같이 해서 냉각된 순환공기는 필터(19), 냉기토출구(20)를 통해서 상품수납부(21)로 보내져서 쇼우케이스고내를 냉각시키고 공기흡입구(22)로부터 흡입되어서 재차 냉기덕트(12)로 복귀한다.

한편, 냉기덕트(12)내를 낙하한 브라인은 냉기덕트(12)의 저면판(31)에 설치한 브라인배출구(32)로부터 배출되어서 브라인배출파이프(14), 브라인회수파이프(27)를 통해서 브라인탱크(6)로 복귀한다.

덕트저면판(31)은 도3에 나타내는 바와 같이 4방으로부터 브라인배출구(32)의 방향으로 향해서 낮게 되도록 경사져 있어서 브라인이 배출되기 쉽게 되어 있다.

또, 각 통기구멍(17)상에 설치되어 있는 자상편(18)은 냉기덕트(12)내를 낙하하는 브라인이 통기구멍(17)을 통해서 팬(16)측으로 들어가지 않도록 하기 위해 설치되어 있다.

그리고 또, 냉기덕트(12)의 출구측에 설치되어 있는 필터(19)는 브라인방출기(11)로부터 방출된 브라인의 적은 방울이 순환공기와 함께 냉기토출구(20)측으로 흘러들어가지 않도록 하기 위해 설치되어 있다.

다시 또, 냉기덕트(12)의 출구로부터 냉기토출구(20)의 사이에서 결로 등이 생기는 일이 있어도 냉기토출구(20)측으로 낙하하지 않도록 냉기덕트(12)측이 낮게 되도록 천정판(23)을 경사시키고 있다.

한편, 냉기토출구(20)의 앞쪽에는 더미스터 등으로 된 온도센세(24)가 설치되어 있고 그 온도센서(24)에 의해 냉기덕트(12)로부터 나온 순환공기의 온도를 검지하도록 되어 있다.

그리고, 온도센서(24)의 출력에 기초해서 온도조절기(25)에 의해 방출량제어밸브(9)를 조절하고 브라인의 유량을 제어하므로서 쇼우케이스의 온도제어를 행하도록 하고 있다.

그 결과, 개개의 쇼우케이스단위로 간단하게 온도제어를 행할 수 있게 되어 있다.

또 브라인탱크(6)의 앞쪽의 브라인회수파이프(27)에는 농도센서(28)가 설치되어 있고 이것에 의해 브라인파이프(27)를 흐르는 브라인의 농도를 검지하도록 하고 있다.

농도센서(28)로서는 예를들면, 액체의 도전율을 계측하므로서 농도를 검지하는 방식을 사용할 수가 있다.

그리고 냉기덕트(12)에 있어서 공기 중의 수분을 흡입해서 브라인회수파이프(27)를 흐르는 브라인의 농도가 소정치 이하로 되었을 때 농도센서(28)에 의해 그것을 검지해서 농도제어밸브(30)를 개방하여 서브탱크(29)로부터 고농도의 브라인을 브라인탱크(6)내로 공급하도록 하고 있다.

이와 같이 해서 브라인농도가 항상 소정치이상으로 유지되고 소정의 성능이 유지되도록 하고 있다.

또한 서브탱크(29)로부터 고농도의 브라인을 공급하면 공급할 때마다 브라인탱크(6)내의 브라인량이 증가해가고, 결국에는 넘쳐흐르는 상태가 될 우려가 있다.

여기서 브라인탱크(6)의 상부의 적당한 위치에 브라인배출파이프(33)를 설치하고 있다.

그리고 브라인탱크(6)내의 브라인이 증가해서 브라인배출파이프(33)의 배출구를 초과했을 때, 그 브라인배출파이프(33)로부터 여분의 브라인을 외부로 배출시키도록 하고 있다.

또 상기한 실시의 형태에서는 브라인농도가 저하한 경우에 대해서만 대처하도록 했으나 필요에 따라 브라인농도가 필요 이상으로 상승한 경우에 대해서도 대처하도록 해도 된다.

그 경우에는 서브탱크(29)외에 물탱크를 설치하여 브라인농도가 소정치이상으로 되었을 때 그 물탱크로부터 브라인탱크(6)에 물을 첨가하면 된다.

그리고 또 상기한 실시형태에서는 브라인으로서 염화칼슘수용액을 사용했으나 본 발명에서 사용할 수 있는 브라인은 그에 한정되지 않고 염화나트륨, 염화마그네슘 등의 수용액을 사용할 수도 있다.

단, 종래에 브라인으로서 사용되고 있던 것 중, 에틸렌글리콜 등의 글리콜류의 수용액은 위생상의 문제가 있기 때문에 피하는 쪽이 좋다.

다시 또, 온도센서(24)및 농도센서(28)를 설치하는 위치는 반드시 도1에 나타낸 위치에 한정되지 않고 온도센서(24)는 순환공기의 순환로 중이면 또 농도센서(28)는 브라인의 유로 중이면 기타의 적당한 위치에 설치할 수도 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 다음에 기재하는 것과같은 효과를 나타낸다.

청구항 1에 기재된 냉각장치는 브라인과 순환공기의 사이에서 직접 열교환시키도록 했으므로 브라인과 순환공기의 사이의 열교환을 열저항의 영향을 받지 않고 효율적으로 행할 수가 있게 된다.

또 청구항 2에 기재된 냉각장치는 순환공기를 냉기덕트하측으로부터 위쪽방향으로 흐르게 하고 브라인을 냉기덕트의 상측으로부터 아래방향으로 방출해서 상호 대향해서 흐르도록 했으므로 양자의 접촉이 양호해져서 순환공기와 브라인의 사이의 열교환의 효율이 보다일층 양호하게 된다.

그리고 또 청구항 3에 기재된 냉각장치는 순환공기의 순환로 중에 설치한 온도검출기의 출력에 기초해서 냉기덕트내에 방출되는 브라인의 양을 제어하도록 했으므로 간단한 제어장치로 고정밀도의 온도제어가 가능하게 된다.

다시 또, 청구항 4에 기재된 냉각장치는 브라인유로 중에 설치한 브라인농도검출기로 항상 브라인농도를 검지하여 그 출력이 소정치 이하로 되었을 때, 브라인유로 중에 고농도의 브라인을 공급하도록 했으므로 브라인에 공기 중의 수분이 들어가는 일이 있어도 브라인의 농도저하를 방지해서 필요한 성능이 유지되게 된다.

Claims (4)

1. 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 구성된 냉각유니트에서 냉매와의 열교환을 통해 브라인을 냉각시키고, 상기의 냉각시킨 브라인에 의해 냉동, 냉장 쇼우케이스의 내부 강제순환공기를 냉각시키도록 한 냉각장치에 있어서, 상기의 냉각된 브라인을 냉각용 순환공기가 흐르는 냉기덕트(12)내에 직접 방출함으로서 브라인과 순환공기의 사이를 직접 열교환시키는 것을 특징으로 하는 냉기 순환형 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 순환공기는 냉기덕트(12) 하측으로부터 위쪽방향으로 흐르게 하고 브라인은 냉기덕트(12)의 상측으로부터 아랫방향으로 방출해서 상기의 브라인을 냉기덕트(12)의 저면부로부터 회수하는 것을 특징으로 하는 냉기순환형 냉각장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 순환공기의 순환로 중에 온도검출기(24)를 설치하여 순환공기의 온도를 검지하고, 상기 온도센서(24)의 출력에 기초해서 방출량제어밸브(9)의 열린 상태를 조절함으로서 냉기덕트(12)내에 방출되는 브라인의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉기순환형 냉각장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 브라인유로 중에 브라인농도검출기(28)를 설치하여 브라인의 농도가 소정치 이하로 되었을 때 상기 브라인농도검출기(28)로 이를 검지하고, 상기 브라인농도검출기(28)의 출력신호에 기초하여 농도제어밸브(30)의 열린 상태를 조절함으로서, 브라인 유로중에 고농도의 브라인을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 냉기순환형 냉각장치.

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