KR100581094B1 - 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템에 관한 것으로, 냉매를 단열상태에서 팽창시키는 팽창기(1)와, 열교환기를 갖는 실내기(2)와, 냉매를 단열상태에서 압축시키는 압축기(3) 및, 열교환기를 갖는 실외기(4)로 구성되어, 상기 압축기(3)에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 실내기(2)에서 응축하고, 상기 실내기(2)에서 응축된 냉매액을 상기 팽창기(1)에서 팽창시키며, 상기 실외기(4)에서 증발시킨 후 상기 압축기(3)에 흡입되는 한편, 상기 팽창기(1)와 실내기(2) 사이에 열촉진 복합회로 장치(5)가 구성되고, 상기 압축기(3) 입구에 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)가 상기 실내기(2)와 연결되도록 구성되며, 상기 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)에 보조 팽창기(6)가 설치되어 상기 실내기(2)에서 토출되는 고온고압의 포화 액냉매의 일부를 보조 팽창기(6)를 통해 저온저압으로 변화시킨 후 압축기(3)의 입구로 전달할 수 있도록 된 구조로서, 상기 실외기(증발기)를 통해 냉매의 온도를 저하시킴으로써 압축기의 과부하 방지를 통해 압축을 증대시키고, 실외기(증발기)로 유입되는 프레쉬 가스를 억제시켜 실외기의 일량을 증대시킬 수 있는 것이다.

냉난방 시스템, 압축기, 액냉매, 바이패스 회로, 열촉진 복합회로

Description

압축기 과부하방지용 냉난방 시스템{A heating and cooling system for prevent overload of a compressor}

도 1은 본 발명에 따른 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템을 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 열촉진 복합회로 장치를 나타낸 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 팽창기 2 : 실내기

3 : 압축기 4 : 실외기

5 : 열촉진 복합회로 장치 6 : 보조 팽창기

7 : 본체 8 : 액분리용 파이프

9 : 유입 파이프 10 : 연결 파이프

11 : 오일 구멍

SV-2 : 압축기 과부하방지용 바이패스 회로

본 발명은 히트 펌프를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로, 특히 외기 온 도 또는 시스템상의 문제로 인해 과열증기 상태로 압축기에 유입되는 것을 방지함으로써 고온시 전체 시스템의 안정을 도모할 수 있도록 한 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 난방 사이클은 고온고압이면서 기체 상태인 냉매가 실내기에 유입되어 응축되면서 실내에 열을 방출하고, 상기 실내기에서 배출된 냉매가 팽창기에서 저온저압으로 팽창된 후 실외기로 배출되며, 상기 실외기는 유입된 저온저압의 냉매를 증발시켜 실외의 열을 빼앗아 압축기로 배출하고, 상기 압축기는 이러한 냉매를 고온고압으로 압축하여 실내기로 유입시키는 것이다.

그런데, 상기와 같은 난방 사이클은 과열증기 상태의 냉매가 압축기에 흡입되어 내부 구성품들을 열화시켜 수명을 저하시키게 되고, 압축기의 효율 또한 저하시키는 문제가 있었다.

그리고, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 다시 압축기로 유입시키는 방법은 즉각적인 유입온도와 압을 상승시키는 효과는 있으나 지속하지 않으면 그 효과가 즉각 소멸될 뿐아니라 이로 인해 난방시스템은 효율이 저하되어 난방시스템으로의 사용이 어려워지는 것이다.

한편, 상기 실외기에서 냉매액의 증발이 충분하지 못하여 습냉매 증기 상태로 압축기에 유입되면 액햄머 및 액백 현상으로 압축기의 파손을 초래하게 되고, 이를 극복하기 위해 상기 실외기와 압축기 사이에 별도의 액분리기를 사용하나 그 하방에 별도의 온수 또는 가열공기 등 열원을 사용하여야 하며, 또한 상기 액분리기 사용시 동절기에 액분리기 본체에 모인 냉매액이 운전 재개시 압축기에 재유입 되는 문제가 발생하는 것이다.

여기서, 상기 액분리기 분체에 모인 냉매액을 가열증발시키기 위한 히트파이프 및 가열유체실을 사용하는 장치가 있고, 또는 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도를 직접적으로 높이기 위하여 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매 중 일부를 다시 순환시켜 압축기에 유입되도록 하는 장치를 사용하기도 하는 것이다.

그러나, 상기한 액분리기는 통상적으로 실외기에 설치하는 것으로 외부 기온이 낮은 동절기에는 냉매액의 분리가 양호하지 못하고, 그 처리할 수 있는 용량에 한계가 있으며, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 다시 압축기로 유입시키는 방법은 즉각적인 유입온도과 압을 상승시키는 효과가 있으나 지속하지 않으면 그 효과가 즉각 소멸될 뿐아니라 이로 인해 난방시스템의 효율이 저하되어 난방시스템으로의 사용이 어려워지는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바의 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 외기 온도 또는 시스템상의 문제로 인해 과열증기 상태로 압축기에 유입되는 것을 방지함으로써 고온시 전체 시스템의 안정을 도모할 수 있도록 한 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 단열상태에서 팽창시키는 팽창기와, 열교환기를 갖는 실내기와, 냉매를 단열상태에서 압축시키는 압축기 및, 열교환기를 갖는 실외기로 구성되어, 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 실내기에서 응축하고, 상기 실내기에서 응축된 냉매액을 상기 팽창기에 서 팽창시키며, 상기 실외기에서 증발시킨 후 상기 압축기에 흡입되는 순환 사이클을 형성하도록 된 냉난방 시스템에 있어서, 상기 팽창기와 실내기 사이에 열촉진 복합회로 장치가 구성되고, 상기 압축기 입구에 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)가 상기 실내기와 연결되도록 구성되며, 상기 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)에 보조 팽창기가 설치되어 상기 실내기에서 토출되는 고온고압의 포화 액냉매의 일부를 보조 팽창기를 통해 저온저압으로 변화시킨 후 압축기의 입구로 전달할 수 있도록 된 구조이다.

그리고, 상기 열촉진 복합회로 장치는 그 하부에 액냉매를 축적할 수 있도록 된 원통형의 본체가 형성되고, 상기 본체의 내부에 상기 실내기(응축기)로부터 토출되는 액냉매를 열교환시키기 위한 나선형의 액분리용 파이프가 설치되며, 상기 본체의 상부쪽 중앙에 상기 실외기(증발기)를 거친 저온저압의 포화액이 본체 내부로 유입될 수 있게 유입 파이프가 설치되고, 상기 본체 하부에 축적된 냉매액이 증발되면서 발생하는 냉매가스가 상기 압축기로 유입될 수 있도록 본체 하부의 중심에 연결 파이프가 수직된 상태로 설치되며, 상기 연결 파이프의 소정위치에 적정량의 오일을 흡입가스와 함께 상기 압축기로 되돌릴 수 있도록 된 오일 구멍이 형성된 것이다.

따라서, 상기의 냉난방 시스템에 의해 실외기(증발기)를 통해 냉매의 온도를 저하시킴으로써 압축기의 과부하 방지를 통해 압축을 증대시키며, 실외기(증발기)로 유입되는 프레쉬 가스를 억제시켜 실외기의 일량을 증대시킬 수 있으며, 기존의 액분리기와 유분리기를 상기 열촉진 복합회로 장치로 통합시켜 제조상의 원가를 절 감시킬 수 있고, 상기 열촉진 복합회로 장치 내부에서의 열교환을 통하여 압축기 흡입 온도의 상승으로 안정적인 시스템 운영 및 압축기의 효율성을 증대시킬 수 있도록 된 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열촉진 복합회로 장치를 도시한 상태도로서, 냉매를 단열상태에서 팽창시키는 팽창기(1)와, 열교환기를 갖는 실내기(2)와, 냉매를 단열상태에서 압축시키는 압축기(3) 및, 열교환기를 갖는 실외기(4)로 구성되어, 상기 압축기(3)에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 실내기(2)에서 응축하고, 상기 실내기(2)에서 응축된 냉매액을 상기 팽창기(1)에서 팽창시키며, 상기 실외기(4)에서 증발시킨 후 상기 압축기(3)에 흡입되는 순환 사이클을 형성하는 한편, 상기 팽창기(1)와 실내기(2) 사이에 열촉진 복합회로 장치(5)가 구성되고, 상기 압축기(3) 입구에 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)가 상기 실내기(2)와 연결되도록 구성되며, 상기 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)에 보조 팽창기(6)가 설치되어 상기 실내기(2)에서 토출되는 고온고압의 포화 액냉매의 일부를 보조 팽창기(6)를 통해 저온저압으로 변화시킨 후 압축기(3)의 입구로 전달할 수 있도록 된 구조이다.

여기서, 상기의 구조로 이루어진 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템은 상기 보조 팽창기(6)를 통해 압축기(3)에 유입되는 냉매 온도를 저하시키고, 상기 실외기(4)를 통한 냉매의 온도를 저하시킴으로써 압축기(3)의 과부하 방지를 통해 압축 이 증대되며, 이는 상기 회로(SV-2)의 작동시 압축기(3) 토출 온도를 15℃ 가량 저하시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 열촉진 복합회로 장치(5)는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 하부에 액냉매를 축적할 수 있도록 된 원통형의 본체(7)가 형성되고, 상기 본체(7)의 내부에 상기 실내기(응축기)(2)로부터 토출되는 액냉매를 열교환시키기 위한 나선형의 액분리용 파이프(8)가 설치되며, 상기 본체(7)의 상부쪽 중앙에 상기 실외기(증발기)(4)를 거친 저온저압의 포화액이 본체(7) 내부로 유입될 수 있게 유입 파이프(9)가 설치되고, 상기 본체(7) 하부에 축적된 냉매액이 증발되면서 발생하는 냉매가스가 상기 압축기(3)로 유입될 수 있도록 본체(7) 하부의 중심에 연결 파이프(10)가 수직된 상태로 설치되며, 상기 연결 파이프(10)의 소정위치에 적정량의 오일을 흡입가스와 함께 상기 압축기(3)로 되돌릴 수 있도록 된 오일 구멍(11)이 형성된 것이다.

즉, 상기의 구조로 이루어진 액분리를 포함한 열촉진 복합회로 장치(5)는 상기 본체(7) 내부에 상기 실내기(응축기)(2)로부터 토출된 고온고압의 냉매를 열교환이 용이하도록 그 접촉면적을 넓힌 나선형의 액분리용 파이프(8)를 통과시키게 되고, 상기 실외기(증발기)(4)를 거쳐 유입 파이프(9)를 통해 본체(7)에 유입되는 저온저압의 포화액이 상기 실내기(응축기)(2)를 나온 고온고압의 냉매가 통과하는 상기 액분리용 파이프(8)와 접촉되면서 본체(7) 하부에 축적되며, 이렇게 축적된 냉매액은 상기 액분리용 파이프(8)와 접촉되면서 액분리용 파이프(8)를 통과하는 고온고압의 포화액을 통해 증발되고, 상기 증발된 냉매가스는 본체(7) 내부에 수직 되게 설치된 연결 파이프(10)를 통하여 압축기(3)로 유입되는 것이다.

그리고, 상기 연결 파이프(10)에 형성된 오일 구멍(11)을 통해 적정량의 오일을 흡입가스와 함께 압축기(3)로 되돌리는 것이다.

그러므로, 상기 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템을 이용한 냉방장치는 우선, 저압 기체 상태의 냉매가 상기 압축기(3)에서 압축된 다음 고온고압의 증기 상태로 상기 실내기(응축기)(2)에 전달되고, 여기서 열을 방출함으로써 냉매가 액상으로 응축되며, 이렇게 응축된 냉매는 상기 열촉진 복합회로 장치(5)를 지나면서 열교환됨과 더불어 상기 팽창기(1)에서 감압팽창되어 실외기(증발기)(4)로 공급되는 바, 상기 냉매는 실외기(증발기)(4)에서 외부로부터 열을 흡수하여 증발된 후, 상기 압축기(3)로 다시 복귀하게 되는 것이다.

또한, 상기 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템을 이용한 난방장치는 우선, 상기 실내기(2)로부터 배출된 냉매가 열촉진 복합회로 장치(5)에 전달되고, 상기 열촉진 복합회로 장치(5)의 액분리용 파이프(8)를 통과한 냉매가 열교환되면서 상기 팽창기(1)로 유입되며, 상기 팽창기(1)로 유입되는 고온고압의 포화 액냉매의 일부를 상기 바이패스 회로(SV-2)의 보조 팽창기(6)가 작동하여 저온저압으로 변화시킨 후, 상기 보조 팽창기(6)에서 배출된 냉매가 압축기(3)의 입구로 전달됨으로써 압축기(3)에 유입되는 냉매온도를 저하시킬 수 있는 것이다.

따라서, 상기 냉난방 시스템의 바이패스 회로(SV-2)와 열촉진 복합회로 장치(5)를 통해 실외기(4) 배관의 설계시 많은 여유 공간을 확보함으로써 실용적으로 이용할 수 있고, 효과적인 액분리를 위한 종래의 히트 파이프나 기타 보조 열원 을 사용하지 않아 에너지 절감 효과가 매우 크며, 상기 열촉진 복합회로 장치(5)를 통과하는 고온의 냉매를 활용하여 압축기(3) 내부로의 냉매액 유입을 완전히 차단할 수 있고, 상기 실외기(증발기)(4)로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키고 프레쉬 가스 발생을 억제하여 시스템의 효율성을 증대시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템에 의하면, 실외기(증발기)를 통해 냉매의 온도를 저하시킴으로써 압축기의 과부하 방지를 통해 압축을 증대시키며, 실외기(증발기)로 유입되는 프레쉬 가스를 억제시켜 실외기의 일량을 증대시킬 수 있으며, 기존의 액분리기와 유분리기를 상기 열촉진 복합회로 장치로 통합시켜 제조상의 원가를 절감시킬 수 있고, 상기 열촉진 복합회로 장치 내부에서의 열교환을 통하여 압축기 흡입 온도의 상승으로 안정적인 시스템 운영 및 압축기의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 냉매를 단열상태에서 팽창시키는 팽창기(1)와, 열교환기를 갖는 실내기(2)와, 냉매를 단열상태에서 압축시키는 압축기(3) 및, 열교환기를 갖는 실외기(4)로 구성되어, 상기 압축기(3)에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 실내기(2)에서 응축하고, 상기 실내기(2)에서 응축된 냉매액을 상기 팽창기(1)에서 팽창시키며, 상기 실외기(4)에서 증발시킨 후 상기 압축기(3)에 흡입되는 순환 사이클을 형성하도록 된 냉난방 시스템에 있어서,

   상기 팽창기(1)와 실내기(2) 사이에 열촉진 복합회로 장치(5)가 구성되고, 상기 압축기(3) 입구에 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)가 상기 실내기(2)와 연결되도록 구성되며, 상기 바이패스 구조를 갖는 회로(SV-2)에 보조 팽창기(6)가 설치되어 상기 실내기(2)에서 토출되는 고온고압의 포화 액냉매의 일부를 보조 팽창기(6)를 통해 저온저압으로 변화시킨 후 압축기(3)의 입구로 전달할 수 있고, 상기 열촉진 복합회로 장치(5)의 본체(7) 내부에 나선형의 액분리용 파이프(8)가 설치되며, 상기 본체(7)의 상부쪽 중앙에 유입 파이프(9)가 설치되고, 상기 본체(7) 하부의 중심에 연결 파이프(10)가 수직된 상태로 설치되며, 상기 연결 파이프(10)의 소정위치에 적정량의 오일을 흡입가스와 함께 상기 압축기(3)로 되돌릴 수 있도록 된 오일 구멍(11)이 형성된 것을 특징으로 하는 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템.
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