KR100512418B1 - 냉매를 이용한 응축시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매를 이용한 응축시스템에 관한 것으로, 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(50) 등이 구비된 냉동시스템에 있어서, 상기 팽창밸브(30)를 통과한 저온저압의 냉매 일부가 응축기(20) 측으로 회귀하여 지나면서 응축기(20) 내부를 지나는 고온고압의 냉매와 열교환이 이루어지도록 함으로써 응축효율을 극대화하여 결국 전체 냉동시스템의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 응축기의 크기를 소형화할 수 있는 냉매를 이용한 응축시스템를 제공한다.

Description

냉매를 이용한 응축시스템{condensation system using refrigerant}

본 발명은 냉매를 이용한 응축시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등이 구비된 냉동시스템에 있어서, 상기 팽창밸브를 통과한 저온저압의 냉매 일부가 응축기 측으로 회귀하여 지나면서 응축기 내부를 지나는 고온고압의 냉매와 열교환이 이루어지도록 함으로써 응축효율을 극대화하여 결국 전체 냉동시스템의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 응축기의 크기를 소형화할 수 있는 냉매를 이용한 응축시스템에 관한 것이다.

일반적으로 냉동시스템은 냉동기, 냉장기, 공기조화기 등에 응용되는 것으로, 냉매의 압력 및 온도 변화에 따른 특성을 이용하여 냉동 또는 난방 효과를 제공하게 된다.

이러한, 통상의 냉동시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 냉각팬(40)의 송풍에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)에서 응축된 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 상기 팽창밸브(30)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 냉기를 제공함과 아울러 상기 압축기(10)로 저온저압의 냉매가스를 복귀시키는 증발기(50)로 이루어진다.

이때, 상기 냉각팬(40)은 구동모터(45)에 결합되어 구동되게 되며, 상기 냉각팬(40) 및 압축기(10)는 각각 전원으로부터 공급되는 전력에 의해 작동하게 된다.

이와 같이, 종래에는 냉각팬의 송풍에 의한 공랭식 응축시스템을 이용하는 것이 일반적이나, 이 경우 냉매의 응축효율을 높이기 위해서는 응축기의 용량이 커지게 되고 그에 따라 냉각팬 및 구동모터도 대형화되어야 하는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 팽창밸브를 통과한 저온저압의 냉매 일부가 응축기 측으로 회귀하여 지나면서 응축기 내부를 지나는 고온고압의 냉매와 열교환이 이루어지도록 함으로써 응축효율을 극대화하여 결국 전체 냉동시스템의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 응축기의 크기를 소형화할 수 있는 냉매를 이용한 응축시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉기를 제공하는 증발기를 가지는 냉동시스템에 있어서, 상기 팽창밸브와 증발기 사이에 위치한 냉매순환관의 일측지점에서 분지되어 형성되고, 상기 응축기 내부를 통과하여 지난 뒤 다시 압축기로 연결되는 보조냉각관을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉매를 이용한 응축시스템을 제공한다.

그리고, 상기 응축기 내부를 통과하는 보조냉각관 부분은 응축기 내부의 냉매유로관에 인접하여 열교환이 효율적으로 이루어지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

이때, 종래의 기술과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭을 부여하고 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉매를 이용한 응축시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 통상의 냉동시스템은 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(50) 등이 구비되어 사이클을 형성되고, 냉매가 이러한 사이클을 순환하는 과정에서 온도 및 압력이 변함으로써 적소의 장소를 냉방 또는 난방하게 된다.

즉, 기상의 냉매는 압축기(10)를 지나면서 고온고압의 상태로 압축되고, 이러한 고온고압의 냉매는 응축기(20)를 지나는 과정에서 외부로 열이 방출하여 액상의 냉매로 응축되게 된다.

그리고, 상기 응축기(20)를 지난 액상의 냉매는 팽창밸브(30)를 지나면서 교축작용에 의해 그 압력이 떨어지게 되고, 팽창밸브(30)를 지나 저온저압 상태로 된 냉매는 증발기(50)를 지나는 과정에서 주위의 열을 흡수하면서 기화하여 다시 압축기(10)로 복귀되는 과정을 반복하게 된다.

본 발명은 상기와 같이 냉동시스템의 각 구성부품들을 지나는 냉매의 상태가 각기 다른점에 착안하여, 냉동시스템의 사이클을 순환하는 냉매 자체를 이용하여 냉매응축 과정이 진행될 수 있도록 한 것이다.

즉, 압축기(10)를 지나 제1순환관(12)을 통해 응축기(20)로 유입되는 고온고압의 냉매는 응축기(20)를 지나는 동안 주위로 열을 방출하면서 응축되는 과정을 거치게 되는데, 본 발명은 팽창밸브(30)를 통과하여 제3순환관(32)을 지나는 저온저압의 냉매 일부가 상기 응축기(20) 측으로 회귀하여 통과할 수 있도록 함으로써 응축기(20)를 지나는 고온고압의 냉매와의 사이에 열교환이 이루어지도록 한다.

이를 위해 본 발명은, 냉동시스템에 있어서 팽창밸브(30)와 증발기(50) 사이에 위치하여 냉매의 이동통로가 되는 제3순환관(32)의 일측지점에서 보조냉각관(60)이 분지되어 형성되고, 이러한 보조냉각관(60)은 응축기(20) 내부를 통과하여 지난 뒤 다시 압축기(10)로 연결되도록 구성된다.

그러므로, 본 발명의 응축기(20)에는 제1순환관(12)을 따라 압축기(10)로부터 유입된 냉매가 지나는 냉매유로관(22)과, 상기 제3순환관(32)의 일측지점에서 분지되어 연장된 보조냉각관(60)이 각각 통과하면서 지나게 된다.

이때, 상기 응축기(20)의 냉매유로관(22)과 응축기(20) 내부를 통과하는 보조냉각관(60) 부분은 서로 인접되도록 설치되어 두 관을 흐르는 냉매간에 열교환이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 함이 보다 바람직하다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하도록 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉매를 이용한 응축시스템에 의하면, 팽창밸브(30)와 증발기(50) 사이에 위치한 제3순환관(32)의 일측지점에서 보조냉각관 (60)이 분지되어 형성되고, 상기 보조냉각관(60)은 응축기(20)를 통과하여 지난 뒤 압축기(10)로 이어지도록 구성된다.

이와 같이 구성된 상태에서, 냉동시스템이 작동하게 되면 냉매는 압축기 (10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(50)를 순환하면서 냉방, 또는 난방작용을 하게 된다.

이때, 상기 응축기(20)에서 일어나는 응축과정을 살펴보면, 압축기(10)에서 고온고압으로 압축된 기상의 냉매는 제1순환관(12)을 따라 응축기(20)로 유입되어 응축기(20)의 냉매유로관(22)을 통과하게 된다.

또한, 팽창밸브(30)를 지난 저온저압의 액상 냉매 일부는 본 발명의 보조냉각관(60)을 따라 이동하여 상기 응축기(20) 내부를 지나게 된다.

이 과정에서 상기 냉매유로관(22)을 지나는 고온고압의 냉매와, 상기 보조냉각관(60)을 지나는 저온저압의 냉매 사이에는 열교환이 일어나게 된다.

즉, 압축기(10)로부터 유입되어 냉매유로관(22)을 지나는 고온고압의 냉매는 열을 빼앗겨 응축됨으로써 액상 냉매가 되고, 상기 보조냉각관(60)을 지나는 저온저압의 냉매는 열을 흡수하면서 기화하게 된다.

그리고, 상기 보조냉각관(60)은 다시 압축기(10)로 이어짐으로써 응축기(20)를 통과하면서 기화된 냉매는 다시 압축기(10)로 유입되게 되며, 이와 같이 압축기 (10)로 유입된 냉매는 증발기(50)를 통과하여 제4순환관(52)을 통해 압축기(10)로 유입된 기상 냉매와 섞이면서 압축기(10)에 의해 고온고압으로 압축된 뒤, 다시 제1순환관(12)을 통해 응축기로 유입되는 과정을 반복하게 된다.

그러므로, 본 발명은 팽창밸브(30)를 통과한 저온저압의 냉매가 그 일부는 제3순환관(32)을 통해 그대로 증발기(50) 측으로 유입되어 냉방작용을 하도록 하고, 그 일부는 보조냉각관(60)을 통해 응축기(20)를 통과하여 지나면서 압축기(10)로부터 유입된 냉매와 열교환이 일어나도록 함으로써 냉매 자체를 이용하여 응축과정이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

그리고, 도면에는 도시되지 않았으나 종래 공랭식 응축시스템에서와 마찬가지로 상기 응축기(20)에는 구동모터에 결합된 냉각팬이 그대로 유지될 수 있으며, 본 발명에 의해 냉매를 이용한 방열효과가 추가됨으로써 응축효율을 극대화할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 냉매를 이용한 응축시스템에 의하면, 팽창밸브를 통과한 저온저압의 냉매 일부가 응축기 측으로 회귀하여 지나면서 응축기 내부를 지나는 고온고압의 냉매와 열교환이 이루어지도록 함으로써 응축효율을 극대화하여 결국 전체 냉동시스템의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 응축기의 크기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 일반적인 냉동시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 냉매를 이용한 응축시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 압축기 20 : 응축기

30 : 팽창밸브 40 : 냉각팬

45 : 구동모터 50 : 증발기

60 : 보조냉각관

Claims (2)

1. 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉기를 제공하는 증발기를 가지는 냉동시스템에 있어서,

   상기 팽창밸브와 증발기 사이에 위치한 냉매순환관의 일측지점에서 분지되어 형성되고, 상기 응축기 내부를 통과하여 지난 뒤 다시 압축기로 연결되는 보조냉각관을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉매를 이용한 응축시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 응축기 내부를 통과하는 보조냉각관 부분은 응축기 내부의 냉매유로관에 인접하여 열교환이 효율적으로 이루어지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉매를 이용한 응축시스템.