KR100555095B1 - 고온지역용 냉동사이클 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 공랭식의 경우 공기에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시키는 모세관과, 그리고 상기 모세관에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 송풍되는 공기를 열교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기로 냉매가스를 복귀시키는 증발기를 포함하는 냉동사이클에 있어서, 상기 모세관과 증발기 사이를 연결하는 냉매관로와 상기 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 또 다른 냉매관로 사이에는 바이패스수단이 구비되어 모세관을 통과한 극저온의 냉매를 압축기측으로 직접 바이패스시키는 것을 특징으로 한다.

에어컨, 증발기, 응축기, 압축기, 어큐뮬레이터, 모세관

Description

고온지역용 냉동사이클{Refrigerating system for high temperature area}

도 1은 냉동사이클을 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 고온지역용 냉동사이클을 도시한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 압축기 15: 어큐뮬레이터

20: 응축기 30: 모세관

35,45: 냉매관로 40: 증발기

100: 바이패스수단 110: 바이패스관

120: 밸브 130: 온도센서

본 발명은 고온지역에서 압축기의 연속운전 및 장시간 사용시에도 압축기의 온도상승이나 오일탈화로 인해 모세관의 막힘(올리고마) 등을 방지할 수 있는 고온지역용 냉동사이클에 관한 것이다.

일반적으로, 중동지역이나 중남미 지역 등의 고온 지역에서는 에어컨이 필수품이다. 하지만 이러한 지역에서 주로 사용되는 로터리 압축기의 경우 고온조건에 서의 연속운전 및 장기적인 신뢰성의 문제가 자주 제기되어 왔다.

도 1은 냉동사이클을 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래 냉동사이클은 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 공랭식의 경우 공기에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시키는 모세관(30)과, 그리고 상기 모세관(30)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 송풍되는 공기를 열교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기(10)로 냉매가스를 복귀시키는 증발기(40), 및 응축기(20)와 모세관(30)을 연결하는 연결관(25)에서 분기되어 어큐뮬레이터(15)로 연결되는 바이패스관(50)로 이루어진다.

이러한 구성으로, 고온지역의 특성상 압축기(10)의 온도가 상승하게 되고, 이로 인해 압축기(10)의 성능이 급격히 저하되는 것을 방지하기 위해 바이패스관(50)을 통해 응축기(20)를 통과한 차가운 냉매액의 일부를 어큐뮬레이터(15)로 직접 분사함으로써 압축기(10)의 온도를 다소 떨어뜨려 줌으로써, 압축기(10)의 온도상승을 최소화시키게 된다.

하지만, 종래 냉동사이클의 경우 응축기를 통과한 냉매가 어큐뮬레이터로 직접 유입되는 형태이기 때문에 냉매량이 상당히 적고, 모세관을 통과하지 않고 응축기만을 통과한 냉매의 경우 압축기의 온도를 떨어뜨리는데 한계가 있었고, 특히 냉매유량을 조절하기 위한 별도의 밸브도 없는 구조이다.

또한, 바이패스관을 통해 항상 일정량이 흘러가기 때문에, 정격조건에서의 최대의 압축기의 용량효율을 저하시키는 원인이 되며, 그로 인해 고용량의 압축기를 사용해야 하는 단점이 있었다.

특히, 고온의 악조건 중에 압축기의 상부온도가 대략 115°를 상회하였을 경우 압축기의 손상의 문제가 발생하고, 그로 인해 고온지역으로 수출하는 제품에 품질문제가 자주 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 중동지역이나 중남미 지역 등의 고온지역에서 압축기의 연속운전 및 장시간 사용시에도 압축기의 온도상승이나 오일탈화 및 모세관의 막힘 등을 방지할 수 있는 고온지역용 냉동사이클을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 공랭식의 경우 공기에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시키는 모세관과, 상기 모세관에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 송풍되는 공기를 열교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기로 냉매가스를 복귀시키는 증발기를 포함하는 냉동사이클로서, 상기 모세관을 통과한 극저온의 냉매를 상기 압축기측으로 직접 바이패스시키도록 상기 모세관과 증발기 사이를 연결하는 냉매관로와 상기 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 또 다른 냉매관로 사이에 구비되는 바이패스수단을 더 포함하며, 상기 바이패스수단은 상기 모세관과 증발기 사이를 연결하는 냉매관로에서 분기되어 상기 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매관로에 연결되는 바이패스관과, 상기 바이패스관에 설치되어 분기되는 냉매량을 조절할 수 있도록 개도조절이 가능한 밸브와, 상기 압축기의 일측에 구비되어 압축기의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 압축기의 온도에 따라 상기 밸브의 개도정도를 조절하는 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온지역용 냉동사이클을 제공한다.

삭제

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고온지역용 냉동사이클을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 고온지역용 냉동사이클을 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동사이클은 압축기(10), 응축기(20), 모세관(30), 증발기(40) 및 바이패스수단을 포함한다.

압축기(10)는 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축한다.

응축기(20)는 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 공랭식의 경우 공기에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축한다.

모세관(30)은 상기 응축기(20)에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시킨다.

증발기(40)는 상기 모세관(30)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 송풍되는 공기를 열교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기(10)로 냉매가스를 복귀시킨다.

한편, 바이패스수단은 바이패스관(110)과, 밸브(120)와, 온도센서(130)와, 제어부(미도시)로 구성된다.

바이패스관(110)은 모세관(30)과 증발기(40) 사이를 연결하는 냉매관로(35)에서 분기되어 증발기(40)와 어큐뮬레이터(15) 사이의 냉매관로(45)에 연결된다.

밸브(120)는 분기되는 냉매량을 조절할 수 있도록 개도조절이 가능하도록 설계된다.

온도센서(130)는 압축기(10)의 일측에 구비되어 에어컨의 운전중에 압축기(10)의 온도를 측정하게 된다.

한편, 도시하진 않았지만, 제어부에서는 압축기(10)의 온도센서(130)에서 측정된 온도에 따라 밸브(120)의 개도를 조절하여 압축기(10)의 온도를 제어하게 된다.

이러한 구성의 본 발명에 따른 고온지역용 냉동사이클을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

정상운전인 경우, 종래 냉동사이클과 동일하게 압축기(10), 응축기(20), 모세관(30), 증발기(40), 어큐뮬레이터(15)를 통해 압축기(10)로 복귀하면서 순환하게 된다.

하지만, 고온지역의 특성상 장시간 사용한 경우 압축기(10)의 온도가 상승하 게 되고, 이로 인해 압축기(10)의 성능이 급격히 저하된다.

이때, 압축기(10)의 일측에 구비된 온도센서(130)가 이를 감지하여 상기 압축기(10)의 온도를 제어부로 전달하게 되고, 상기 제어부에서는 압축기(10)의 온도에 따라 이미 설정된 상기 밸브(120)의 개도정도를 출력하여 밸브(120)를 일정간격 개방시키게 된다.

따라서, 밸브(120)의 일정간격 개방에 따라 모세관(30)을 통과하면서 온도가 현저히 떨어진 냉매의 일부가 바이패스관(110)을 통해 증발기(40)와 어큐물레이터(15) 사이의 냉매관로(45)에 분사시켜 압축기(10)로 들어가게 함으로써, 압축기(10)의 온도를 현저히 떨어뜨려 압축기(10)의 온도상승을 최소화시키게 된다.

결론적으로, 모세관(30)을 통과하여 극저온 상태의 냉매 일부를 바이패스시키고, 압축기(10)의 온도를 직접 측정하여 상기 온도에 따라 미리 설정된 밸브(120)의 개도를 조절함으로써, 압축기(10)의 온도상승을 방지하는 매우 우수한 발명이다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 고온지역용 냉동사이클은 고온지역에서 압축기의 온도를 제어함으로써 압축기의 손실을 막고, 압축기의 온도상승으로 인해 발생되는 오일탈화나 모세관 막힘(올리고마) 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 바이패스관의 개도를 압축기의 온도에 따라 다단계로 조절함으로써 압축기의 냉방효율을 증대시킬 수 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였 다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 공랭식의 경우 공기에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시키는 모세관과, 상기 모세관에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 송풍되는 공기를 열교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기로 냉매가스를 복귀시키는 증발기를 포함하는 냉동사이클로서,

   상기 모세관을 통과한 극저온의 냉매를 상기 압축기측으로 직접 바이패스시키도록 상기 모세관과 증발기 사이를 연결하는 냉매관로와 상기 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 또 다른 냉매관로 사이에 구비되는 바이패스수단을 더 포함하며, 상기 바이패스수단은 상기 모세관과 증발기 사이를 연결하는 냉매관로에서 분기되어 상기 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매관로에 연결되는 바이패스관과, 상기 바이패스관에 설치되어 분기되는 냉매량을 조절할 수 있도록 개도조절이 가능한 밸브와, 상기 압축기의 일측에 구비되어 압축기의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 압축기의 온도에 따라 상기 밸브의 개도정도를 조절하는 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온지역용 냉동사이클.
2. 삭제

Images