KR100474910B1 - 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템의 운전제어방법 - Google Patents

2개의 증발기가 구비된 냉각시스템의 운전제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기 정지시에도 각 증발기의 팬을 회전시켜 각 저장실의 온도를 균일하게 하고, 각 증발기에 남아있는 냉매의 냉기를 이용함으로써, 냉장고의 에너지 효율을 높임과 동시에 냉매를 회수함으로써 사이클의 냉매 부족현상을 보환할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 압축기(1) 및 응축기(2)를 통과한 냉매가 제1팽창장치(4) 및 F증발기(5a)를 순차적으로 유동하는 F사이클이나 혹은 제2팽창장치(6) 및 R증발기(7)를 순차적으로 유동하는 R사이클로 선택적으로 운전되는 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템에 있어서, 상기 압축기(1)가 가동되어 상기 두 사이클 중 어느 하나의 사이클이 수행될 때에는 냉매가 유입되는 증발기의 팬을 연속적으로 회전시키고, 상기 압축기(1)의 운전이 정지될 때에는 상기 두 증발기 근처에 설치된 팬을 단속적으로 회전시킴을 특징으로 하는 2개의 증발기기 구비된 냉각시스템의 운전제어방법을 제공한다.

Description

2개의 증발기가 구비된 냉각시스템의 운전제어방법{method for controling cooling system with two evaporators}
본 발명은 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 저장실의 온도분포를 균일하게 하도록 하는 운전제어방법에 관한 것이다.
일반적인 냉장고는 저장실에 음식물을 넣고 보관하여 음식물을 장기간 동안 신선하게 보관하는 장치이다.
이러한 냉장고에는 적어도 2개 저장실에 각각 증발기가 설치되어 상기 각 저장실을 독립적으로 제어하는 냉각시스템이 적용된다.
상기 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템은 제어부에 의해 삼방변을 절환시킴으로써 냉매가 두 개의 증발기 중에서 어느 하나의 증발기로 유입되도록 구성된다.
상기 증발기 근처에는 각각 팬이 설치되고, 상기 팬의 회전에 의해 각 저장실의 증발기에 유입된 냉매와 공기가 열교환되도록 하여 상기 각 저장실을 저온상태로 유지시킨다.
이러한 작용에 의해 상기 저장실의 온도가 제어부에 미리 설정된 온도에 관한 조건을 만족하면, 상기 증발기에 냉매의 공급이 중단됨과 아울러 이 증발기 근처에 설치된 팬의 회전이 정지된다.
이와 같은 냉각시스템은 모든 저장실의 온도가 제어부에 미리 설정된 조건을 만족하면 압축기를 정지시키고, 상기 모든 저장실 중 어느 하나의 온도가 제어부에 설정된 온도범위 이상으로 상승되면 압축기를 다시 가동시킨다. 이러한 운전을 반복하여 상기 각 저장실의 온도를 제어부에 미리 설정한 온도범위 내로 유지시킨다.
그러나, 상기 냉각시스템은 냉매가 공급되지 않는 증발기의 팬은 정지되므로, 고내의 냉기 순환이 중지되어 저장실 내의 온도 편차가 증가하는 문제점이 있다.
또한, 상기 냉각시스템은 증발기에 잔류된 냉매를 회수할 별도의 장치나 방법을 적용하지 않기 때문에 상기 2개의 증발기 중 어느 하나의 증발기에는 항상 냉매가 잔류하게 된다. 이에 따라 냉각시스템 내에는 냉매부족현상이 발생되어 상기 냉각시스템의 냉각성능이 상대적으로 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 상기 압축기를 다시 운전할 때에 증발기에 잔류된 액냉매가 압축기로 유입되므로 압축기의 신뢰성을 확보할 수 없는 문제점이 있다.
상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 압축기가 정지될 때에 증발기에 잔류된 냉매를 회수함과 더불어 증발기에 남아있는 냉기를 이용할 수 있도록 함을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 압축기 및 응축기를 통과한 냉매가 제1팽창장치 및 F증발기를 순차적으로 유동하는 F사이클이나 혹은 제2팽창장치 및 R증발기를 순차적으로 유동하는 R사이클로 선택적으로 운전되는 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템에 있어서, 상기 압축기가 가동되어 상기 두 사이클 중 어느 하나의 사이클이 수행될 때에는 냉매가 유입되는 증발기의 팬을 연속적으로 회전시키고, 상기 압축기의 운전이 정지될 때에는 상기 두 증발기 근처에 설치된 팬을 단속적으로 회전시킴을 특징으로 하는 2개의 증발기기 구비된 냉각시스템의 운전제어방법을 제공한다.
이하, 본 발명 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템에 관해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 상기 냉각시스템은 압축기(1), 응축기(2), 삼방변(3), 2개의 팽창장치(4,6) 및 2개의 증발기(5,7)를 포함하여 구성된다.
상기 응축기(2)와 압축기(1) 사이의 냉매배관은 소정 길이 부분이 분지되며, 상기 삼방변(3)은 분지된 부분에 설치된다. 상기 삼방변(3)에 연결된 일측 분지관에는 제1팽창장치(4) 및 F증발기(5a)가 설치되고, 타측 분지관에는 제2팽창장치(6) 및 R증발기(7)가 설치된다.
또한, 상기 응축기(2) 근처에는 응축팬(2a)이 설치되는 한편, 상기 F증발기(5a)와 R증발기(7) 근처에는 F팬(5a) 및 R팬(7a)이 각각 설치된다.
이와 같은 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템은 적어도 2개 이상의 김치저장실을 갖는 김치냉장고나 일반적인 냉장고에 적용될 수 있음은 이해 가능하다.
이러한 냉각시스템의 본 발명에 따른 운전제어방법에 관해 설명하면 다음과 같다.
상기 냉각시스템은 압축기(1) 및 응축기(2)를 거친 냉매를 삼방변(3)을 통해 제1팽창장치(4)와 F증발기(5a)에 순차적으로 유동시키는 F사이클과, 상기 제2팽창장치(6)와 R증발기(7)에 순차적으로 유동시키는 R사이클로 연속하여 운전된다.
상기 냉각시스템의 운전제어방법은 압축기(1)가 가동되어 상기 두 사이클 중 어느 하나의 사이클이 수행될 때에는 냉매가 유입되는 증발기의 팬을 연속적으로 회전시키고, 상기 압축기(1)의 운전이 정지될 때에는 상기 두 증발기(5,7) 근처에 설치된 팬(5a,7a)을 단속적으로 회전시킨다.
이때, 상기 어느 하나의 사이클이 수행될 때에 냉매가 유입되지 않는 증발기의 팬은 단속적으로 회전시킨다. 또한, 이 때에 냉매가 유입되는 증발기의 팬은 그 사이클이 완료되더라도 소정 시간동안 연장하여 회전시킨다.
상기 팬의 단속운전에 관한 일예를 들면, 상기 두 팬(5a,7a)은 회전과 정지에 관한 시간비가 4 : 6의 비율로 단속운전된다. 이러한 비율은 냉각시스템의 용량이나 제품의 설계 목적에 따라 변경될 수 있다.
이러한 본 발명의 운전제어방법에 관해 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 상기 냉각시스템은 F사이클이 완료된 후에 연속하여 R사이클로 운전되며, 상기 각 사이클로 운전되는 동안에는 압축기(1)를 가동시킨다.
상기 냉각사이클이 F사이클로 운전될 때에는 F팬(5a)을 연속하여 회전시키고, 냉매가 유입되지 않는 R증발기(7) 근처에 설치된 R팬(7a)은 단속적으로 회전시킨다. 이때, 상기 F사이클이 완료되더라도 소정 시간(t1) 동안 F팬(5a)을 회전시킨다.
이어, 상기 냉각사이클이 R사이클로 전환되면 상기 R팬(7a)을 연속하여 회전시키며, 상기 F증발기(5a) 근처에 설치된 F팬(5a)은 단속적으로 운전시킨다. 이 때에도, 상기 R사이클이 완료되더라도 소정 시간(t2) 연장하여 R팬(7a)을 회전시킨다.
이러한 냉각사이클의 운전에 의해 저장실의 온도가 제어부에 미리 설정된 조건을 만족하면 압축기(1)의 운전이 정지된다.
상기 압축기(1)의 운전이 정지된 후에는 상기 F팬(5a)과 R팬(7a)을 단속운전함으로써 압축기(1) 정지 후에도 각 증발기에 남아있는 냉기를 각 저장실에 공급할 수 있도록 한다. 또한, 각 증발기에 잔존하는 냉매를 증발시켜 압축기(1)에 유입시킴으로써 냉매를 회수할 수 있도록 한다.
도 3을 참조하면, 상기 냉각시스템은 R사이클이 완료된 후에 연속하여 F사이클로 운전되며, 상기 각 사이클로 운전되는 동안에는 압축기(1)를 가동시킨다.
상기 냉각사이클이 R사이클로 운전될 때에는 R팬(7a)을 연속하여 회전시키고, 냉매가 유입되지 않는 F증발기(5a) 근처에 설치된 F팬(5a)은 단속적으로 회전시킨다. 이때, 상기 R사이클이 완료되더라도 소정 시간(t3) 연장하여 R팬(7a)을 회전시킨다.
이어, 상기 냉각사이클이 F사이클로 전환되면 상기 F팬(5a)을 연속하여 회전시키며, 상기 R증발기(7) 근처에 설치된 R팬(7a)은 단속적으로 운전시킨다. 이 때에도, 상기 F사이클이 완료되더라도 소정 시간(t4) 연장하여 F팬(5a)을 회전시킨다.
이러한 냉각사이클의 운전에 의해 저장실의 온도가 제어부에 미리 설정된 조건을 만족하면 압축기(1)의 운전이 정지된다.
상기 압축기(1)의 운전이 정지된 후에는 상기 F팬(5a)과 R팬(7a)을 단속운전함으로써 압축기(1) 정지 후에도 각 증발기에 남아있는 냉기를 각 저장실에 공급할 수 있도록 한다. 또한, 각 증발기에 잔존하는 냉매를 증발시켜 압축기(1)에 유입시킴으로써 냉매를 회수할 수 있도록 한다.
이와 같은 운전제어방법에 의해, 상기 압축기(1) 정지시 증발기에는 냉매가 공급되지는 않지만 상기 증발기의 온도가 각 실의 온도보다는 낮기 때문에 팬을 회전시켜 증발기의 냉기를 각 실에 공급하도록 하였다.
또한, 상기 각 증발기에 냉매가 공급되지 않는 동안에 팬을 회동시켜 상기 증발기에 잔류하는 냉매를 회수함으로써 상기 압축기(1) 재가동시 액체냉매가 압축기(1)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 압축기(1)의 운전이 정지된 후에도 각 증발기의 팬을 회전시킴으로써 각 증발기에 남아있는 냉기를 이용함과 아울러 증발기에 잔류하는 냉매를 회수하는데 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 냉각시스템의 운전제어방법에 관한 효과는 다음과 같다.
첫째, 상기 압축기를 정지시킨 후에도 팬을 단속적으로 회전시킴으로써 상기 증발기에 남아있는 냉기를 해당되는 실에 공급함에 따라 각 실 내부의 온도편차를 감소시킬 수 있도록 하였다.
둘째, 각 증발기에 남아있는 냉기를 모두 이용할 수 있기 때문에 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있으며, 각 실의 온도상승속도를 감소시킬 수 있도록 하였다. 게다가, 상기 각 사이클이 종료되더라도 팬을 소정 시간(t1,t2,t3,t4) 동안 연장운전하여 증발기에 남아있는 냉기를 효율적으로 이용할 수 있도록 하였다. 이에 따라, 상기 압축기를 단속운전하는 주기를 실질적으로 연장시킬 수 있도록 하였다.
셋째, 상기 증발기에 남아있는 냉매를 팬을 회전함에 의해 증발시킴으로써 상기 압축기를 재가동시킬 때에 액체냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 압축기에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하였다.
도 1은 본 발명 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 도 1의 냉각시스템이 F사이클에서 R사이클로 연속적으로 전환될 경우의 운전제어방법을 나타낸 선도.
도 3은 도 1의 냉각시스템이 R사이클에서 F사이클로 연속적으로 전환될 경우의 운전제어방법을 나타낸 선도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 압축기 2 : 응축기
2a : 응축팬 3 : 삼방변
4 : 제1팽창장치 5 : F증발기
5a : F팬 6 : 제2팽창장치
7 : R증발기 7a : R팬

Claims (4)

  1. 압축기 및 응축기를 통과한 냉매가 제1팽창장치 및 F증발기를 순차적으로 유동하는 F사이클이나 혹은 제2팽창장치 및 R증발기를 순차적으로 유동하는 R사이클로 선택적으로 운전되는 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템에 있어서,
    상기 압축기가 가동되어 상기 두 사이클 중 어느 하나의 사이클이 수행될 때에는 냉매가 유입되는 증발기의 팬을 연속적으로 회전시키고, 상기 압축기의 운전이 정지될 때에는 상기 두 증발기 근처에 설치된 팬을 단속적으로 회전시킴을 특징으로 하는 2개의 증발기기 구비된 냉각시스템의 운전제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 사이클이 수행될 때에 냉매가 유입되지 않는 증발기의 팬은 단속적으로 회전시킴을 특징으로 하는 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템의 운전제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 사이클이 수행될 때에 냉매가 유입되는 증발기의 팬은 그 사이클이 완료되더라도 소정 시간동안 연장하여 회전됨을 특징으로 하는 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템의 운전제어방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 두 팬이 회전 및 정지되는 단속시간비가 4 : 6의 비율임을 특징으로 하는 2개의 증발기가 구비된 냉각시스템의 운전제어방법.
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