KR100459587B1 - 냉동기의고온냉매가스순환식성애제거방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기에서 어큐무레이터에 유입된 냉매중 액냉매를 저온 열교환기에서 증발시켜 콤프레서에서 고온고압화하여 증발기의 성애를 제거하는 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치에 관한 것으로서,

냉매가스유출구와 액냉매유출구가 상하에 설치되고 액냉매유출구 개폐장치를 가지는 어큐무레이터와, 어큐무레이터의 액냉매유출구와 콤프레서의 냉매가스흡입구사이에 설치된 저온열교환기와, 유분리기와 응축기사이에 병열로 설치된 고온냉매가스 솔레노이드밸브와 압력개폐밸브를 포함하여 구성되는 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치를 제공하며,

본 발명에 의해 콤프레서의 액냉매흡입이 방지되어 콤프레서의 파손을 방지하는 효과가 있다.

Description

냉동기의 고온냉매가스 순환식 성애제거방법 및 장치

본 발명은 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치, 보다 상세하게는 가열탱크(heating tank)를 사용하지 않고 어큐무레이터(Accumulator)에서 냉매가스를 분리하여 콤프레서에 유입시켜 고온고압으로 만들어 순환시키는 것을 특징으로 하는 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치에 관한 것이다.

냉동기의 가동중에 냉동실 또는 냉장고는 5℃이하의 온도를 갖도록 운전되며, 이에 따라 냉매증발온도가 0℃이하로 내려가게 됨에 따라 증발기(Evaporator)의 표면에 성애가 누적되어 냉동효율을 저하시키므로 성애를 제거시키지 않으면 안된다. 이러한 성애제거를 위해서는 히터, 고온냉매가스(hot coolant gas), 물 또는 공기를 사용하는 것이 알려져 있으며, 본 발명은 위 방법중 고온냉매가스를 이용하여 성애를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 고온냉매가스를 이용한 성애제거시스템에서는 콤프레서에서 고온고압으로 압축된 고온냉매가스를 고온냉매가스 솔레노이드밸브로 전량 순환시켜 증발기에 도입되어 증발기표면의 성애를 가열한 후, 열교환기(heat exchange), 어큐무레이터, 성애제거 솔레노이드밸브를 거쳐 다시 가열탱크로 유입되어 가열된 후 재순환하는 작용을 반복하도록 되어 있다.

여기서, 콤프레서는 증발기에서 저온저압화된 냉매를 재활용하기 위하여 저온저압의 냉매를 압축하여 고온고압으로 만들고, 어큐무레이터는 증발기에서 완전히 증발하지 못한 냉매를 일시 저장하여 증발시킨 후 가스상태로 콤프레서에 흡입되도록 하며, 가열탱크는 항상 물을 채워두고 히터에 의해 60°이상으로 가열하여 두었다가 평상시에는 가열탱크를 우회해서 지나던 냉매가 가열탱크내의 관을 통과할 때 이 냉매를 가열하여 액냉매를 증발시켜서 콤프레서에서 고온고압화하여 제상용으로 사용하는 역할을 한다.

위와 같은 종래의 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 액냉매를 포함하는 포화습증기냉매가 증발기로부터 가열탱크에 계속 유입되어 증발하면서 물의 열을 흡수하는 과정에서 액냉매가 과다하여 히터의 용량을 초과함으로써 액냉매의 증발열량을 충족시키지 못하는 경우, 액냉매가 콤프레서에 유입되어 콤프레서를 파손시킬 위험이 있다.

또한, 가열탱크내에 항상 물을 담아두어야 하므로, 증발된 양만큼 수시로 보충해야 하는 번거로움이 있고, 주위에 단열처리를 하여도 완벽을 기하기 어려우며 이에 따라 열손실이 발생하여 전력소모량을 증가시킨다. 또한, 냉동운전중에는 가열탱크를 사용되지 않으므로, 물을 항상 가열해두는데 따라 불필요한 전력소모를 가져온다.

본 발명은 종래의 시스템의 위와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안한 것으로서, 가열탱크를 필요로 하지 않는 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 성애제거운전을 위한 전력소모를 줄일 수 있는 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 액냉매가 콤프레서에 유입될 염려가 없는 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치를 제공하는데 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 어큐무레이터에서도 완전히 증발하지 못한 액냉매를 가열하여 콤프레서로 보내는 방법을 사용하지 아니하고, 그 대신에 증발기에서 나온 냉매중 액냉매를 어큐무레이터에서 분리하여 냉매가스는 콤프레서로 보내고 액냉매는 저온열교환기를 거쳐 어큐무레이터로 순환하도록 함으로써 액냉매가 콤프레서로 흡입되지 않도록 하였다.

따라서, 본 발명에 의한 냉동기의 고온 냉매가스순환식 성애제거장치는 콤프레서, 유분리기(oil separator), 응축기, 증발기, 열교환기 및 어큐무레이터에 의해 냉동사이클을 구성하는 냉동기에 있어서, 상부일측의 열교환기로부터의 냉매유입구, 하단부의 액냉매유출구와, 상부타측의 콤프레서에 대한 냉매가스유출구를 가지며, 상기 냉매가스유출구 및 액냉매유출구를 개폐하는 개폐장치가 내부에 설치되고 중간에 다공성체가 격벽을 이루는 어큐무레이터와, 상기 액냉매유출구 및 콤프레서의 냉매가스흡입구사이에 설치되는 액냉매증발장치를 이루는 일방향밸브 및 저온열교환기와, 유분리기와 응축기사이에 병열로 설치된 고온냉매가스 솔레노이드밸브와 압력개폐밸브를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치에 있어서는, 저온열교환기가 응축기와 함께 설치되는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성으로 된 본 발명의 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치에 있어서는 어큐무레이터에 유입된, 액냉매가 혼합된 냉매중 냉매가스만이 콤프레서에 유입되고 액냉매는 콤프레서에 유입되는 것이 방지되어 콤프레서의 파손을 방지하는 작용을 한다.

이하 본 발명을 첨부도면을 참고로 설명한다.

도1은 종래의 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거시스템의 구성을 보여주는 계통도이다.

도1에 있어서, 냉동사이클이 성애제거사이클로 바뀌면, 액냉매솔레노이드밸브(111), 흡입 솔레노이드밸브(121) 및 응축기 솔레노이드밸브(141)가 닫히고, 고온냉매가스밸브(112)와 성애제거솔레노이드밸브(122)가 열린다.

이때, 증발기(101)에서 증발되었으나 액냉매가 혼합된 냉매가 열교환기(102)와 어큐무레이터(103)를 거쳐 히터(141)가 구비된 가열탱크(104) 내부의 관을 통과하면서 가열되어 그 중 액냉매가 증발되어 냉매가스가 된다. 이 냉매가스는 흡입솔레노이드밸브(121)가 닫혀 있으므로 콤프레서(105)에서 압축되어 고온고압가스로 되어 유분리기(106)를 거치며, 닫혀진 응축기 솔레노이드밸브(141)로 인해 응축기(107)로 가지 못하고 열려진 고온냉매가스밸브(112)를 거쳐 증발기(101)로 재유입된다. 이렇게 증발기(101)에 재유입된 냉매가스는 고온상태이므로 증발기(101)가 가열되어 그 표면의 성애를 제거하는 작용을 한다.

미설명부호중 108은 냉매탱크, 109는 건조기, 113 및 173은 팬, 151,152,153,154는 밸브, 155는 팽창밸브이며, 냉동사이클에 대한 설명은 생략한다.

위와 같은 종래의 고온가스순환식 성애제거시스템의 문제점은 위에서 설명한 바와 같다.

(실시예)

도2는 본 발명의 실시예에 의한 고온냉매가스순환식 성애제거방법이 적용된 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치의 계통도이다.

본 발명의 고온냉매가스순환식 성애제거장치는 증발기(1), 열교환기(2), 어큐무레이터(3), 콤프레서(4), 유분리기(5), 응축기(6), 냉매탱크(7), 건조기(8)로 이루어진 냉동기에 있어서, 상부 일측의 열교환기(2)로부터의 냉매유입구(31), 하단부의 액냉매유출구(32) 및 상부타측의 콤프레서(4)에 대한 냉매가스유출구(33)를 가지며, 액냉매유출구(32)와 냉매가스유출구(33)를 개폐하기 위하여 상·하부 코크(34,34'), 연결간(35), 부구(36) 및 회동간(37)으로 이루어진 유출입구 개폐장치가 내부에 설치되고, 증간에 다공성체로 된 격벽(38)이 가로로 설치된 어큐무레이터(3)와, 냉매가스유출구(32)와 콤프레서(4)의 냉매흡입구사이에 설치되어 냉매증발장치를 형성하는 팽창밸브(39) 및 저온열교환기(61)와, 유분리기(5)와 응축기(6) 사이에 병열로 설치된 고온고압가스공급 솔레노이드밸브(51)와 고온고압가스차단 솔레노이드밸브(54)를 포함하여 구성된다. 도면 중 도 1과 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.

도 2에 있어서, 냉동사이클이 성애제거사이클로 바뀌면, 이때, 고온고압가스공급 솔레노이드밸브(51)와 고온냉매가스 솔레노이드밸브(53)는 닫혀있는 상태에서, 우선 액냉매 솔레노이드밸브(52)를 닫아서 증발기(1)내의 저온저압의 냉매가 열교환기(2)를 거쳐 어큐무레이터(3)로 보내지며, 여기서, 액냉매는 팽창밸브(39)를 통해 저온열교환기(61)를 거쳐 콤프레서(4)로 유입되고, 가스냉매는 바로 콤프레서(4)로 유입된다. 그리고, 콤프레서(4)에서 압축된 고압가스는 유분리기(5), 고온고압가스차단 솔레노이드밸브(54), 응축기(6)를 거쳐 냉매탱크(7)로 보내진다.

그러다가, 상기 증발기(1)내의 냉매 압력이 정해진 제상 압력상태로 되면, 고온냉매가스 솔레노이드(53)가 열리고 연이어 고온고압가스차단 솔레노이드밸브(54)가 닫혀, 콤프레서(4)에서 고온 고압화된 냉매가스가 고온냉매가스 솔레노이드밸브(53)를 거쳐 증발기(1)에 유입되어 제상이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 증발기(1)에서 열교환기(2)를 거쳐 어큐무레이터(3)에 유입된 냉매 중 습포화가스는 콤프레서(4)로 흡입되고 액냉매는 팽창밸브(39)를 통해 저온열교환기(61)를 거치는 동안에 증발되어 콤프레서(4)로 흡입됨으로써, 어큐무레이터(3)에 유입된 냉매 중 액냉매가 콤프레서(4)에 흡입되는 것이 방지되고, 콤프레서(4)에서 압축되어 고온 고압화된 고온냉매가스가 증발기(1)에 유입되어 성애제거가 시작된다.

한편, 상기 냉매가 정해진 제상압력보다 낮은 압력 상태가 되면, 고온고압 가스공급 솔레노이드밸브(51)를 열어 응축기(6)내의 고압가스가 이 고온고압가스공급 솔레노이드밸브(51)와 고온냉매가스 솔레노이드밸브(53)를 통해 증발기(1)로 공급되도록 하고, 다시 압력이 정해진 제상압력까지 올라가면 상기 고온고압가스공급 솔레노이드밸브(51)는 닫히게 되는 것이다.

상기 어큐무레이터(3)에 유입된 액냉매가 콤프레서(4)에 직접 흡입되지 않고 기화된 후 흡입되는 과정은 다음과 같다.

도3(가)에 있어서, 냉매유입구(31)를 통해 어큐무레이터(3)에 유입된 냉매 중 습포화 냉매가스는 코크(34)가 열려진 상태에서 냉매가스유출구(33)를 통해 콤프레서(4)로 흡입되고 액냉매는 닫혀진 액냉매유출구(32)로 인해 어큐무레이터(3)내에 저장되어 액냉매가 콤프레서(4)로 흡입되는 것을 방지한다. 이러한 과정에서, 액냉매가 과다하게 유입되어 어큐무레이터(3)내에 미리 설정된 양 이상 모이면 도3(나)와 같이 부구(36)가 상승되고 회동간(37) 및 연결간(35)에 의해 코크(34)가 액냉매 유출구(32)를 열어주어 액냉매가 팽창밸브(39)를 통해 저온열교환기(61)를 거치면서 기화되어 콤프레서(4)로 흡입된다.

이때, 액냉매의 양에 따라 냉매가스유출구(33)와 액냉매유출구(32)가 동시에 열린 상태가 될 수도 있으며, 액냉매가 미리 설정된 양 이하로 감소하면 코크(34')가 액냉매유출구(32)를 닫아서 액냉매의 유출을 막는다.

어큐무레이터(3)에서 유입된 액냉매를 저온열교환기(61)에서 증발시킴에 있어서는, 콤프레서(4)가 흡입작용을 하므로 저온열교환기(61)에 저압이 형성되어 액냉매의 증발이 급격히 이루어진다. 이 저온열교환기(61)는 응축기(6)와 함께 설치함으로써 팬(62)의 가동에 의해 열교환이 증대되어 증발효율이 높아진다.

어큐무레이터(3)내의 격벽(38)은 수세미, 스폰지 등의 다공성체로 만들어지며, 냉매유입구(31)로 유입된 냉매 중 액냉매가 하부로 낙하되어 저장되는데는 지장을 주지 않으며, 어큐무레이터(3)에 고여있는 액냉매가 콤프레서(4)의 흡입작용에 의해 냉매가스유출구(33)로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이 격벽(38)이 필수적인 구성요소가 아님은 물론이다.

위에서, 본 발명에 의한 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치의 구성과 동작을 실시예에 의해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 팽창밸브(39)를 일방향밸브로 할 수 있고, 어큐무레이터(3)내의 유출입구개폐장치는 액냉매유출구 개폐장치로 하여도 무방하다.

위와 같은 구성의 본 발명에 의한 고온냉매가스순환식 성애제거방법 및 장치에 의해, 냉동기의 성애제거운전중 액냉매가 어큐무레이터에 유입되어도 콤프레서로 흡입될 염려가 없으므로 콤프레서의 파손이 방지되는 효과가 있다.

또한, 정상냉동운전중에 어큐무레이터에 액냉매가 유입되어도 저온열교환기에서 증발함으로써 응축기의 냉각능력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 냉동기의 고온냉매가스 순환식 성애제거시스템의 계통도,

도 2는 본 발명에 의한 냉동기의 고온냉매가스 순환식 성애제거시스템의 계통도,

도 3(가)(나)는 도2의 장치에 사용되는 어큐무레이터의 동작상태를 보여주는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 어큐무레이터 4 : 콤프레서

6 : 응축기 11 : 액냉매솔레노이드밸브

31 : 냉매유입구 32 : 액냉매유출구

33 : 냉매가스유출구 39 : 팽창밸브

51 : 고온고압가스공급 솔레노이드밸브 52 : 액냉매 솔레노이드밸브

53 : 고온냉매가스 솔레노이드밸브 54 : 고온고압가스차단 솔레노이드밸브

61 : 저온열교환기

Claims (7)

1. 콤프레서, 응축기, 증발기, 어큐무레이터로 이루어진 냉동사이클의 어큐무레이터를 거쳐 콤프레서에서 고온 고압화된 냉매가스를 증발기로 보내어 증발기의 성애를 제거함에 있어서,

   상기 어큐무레이터로 유입된 냉매 중 액냉매는 어큐무레이터내에 잔류시키고 습포화 냉매가스는 콤프레서로 흡입하여 냉매를 분리하는 단계와, 어큐무레이터에 잔류된 액냉매가 설정량 이상이 되면 저온열교환기로 보내 증발시킨 후 콤프레서로 흡입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동기의 고온냉매가스 순환식 성애제거방법.
2. 콤프레서, 응축기, 증발기, 어큐무레이터에 의해 냉동사이클을 구성하는 냉동기에 있어서,

   상부의 콤프레서에 대한 냉매가스유출구와 하부의 액냉매유출구를 가지며, 액냉매유출구개폐장치가 설치된 어큐무레이터와; 상기 액냉매유출구와 콤프레서의 냉매가스흡입구사이에 설치되는 일방향밸브 및 저온열교환기로 이루어진 액냉매증발장치와; 콤프레서와 응축기 사이에 병열로 설치되어 가스압이 설정된 제상압력 이하인 경우 응축기의 고압가스를 증발기로 유입시키는 고온고압가스공급 솔레노이드밸브 및 가스압이 설정된 제상압력 이상인 경우 응축기로 고압가스를 유입시키는 고온고압가스차단 솔레노이드밸브를 포함하여 구성된, 냉동기의 고온냉매가스 순환식 성애제거장치.
3. 제2항에 있어서, 어큐무레이터의 중앙에 다공성체로 된 격벽이 설치된, 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 일방향밸브가 팽창밸브인, 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 액냉매유출구개폐장치가 상기 액냉매유출구에 설치된 코크와, 상기 코크에 직립설치된 연결간과, 부구가 선단에 설치되고 상기 연결간에 회동가능하게 설치된 회동간을 포함하여 구성된, 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 다공성체가 수세미 또는 스폰지인, 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 액냉매유출구개폐장치의 연결간의 선단에 냉매가스유출구를 개폐하는 코크가 설치된, 냉동기의 고온냉매가스순환식 성애제거장치.