KR100594423B1

KR100594423B1 - Refrigerating system using two stage refrigerating cycle

Info

Publication number: KR100594423B1
Application number: KR1020020080921A
Authority: KR
Inventors: 김종곤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2006-07-03
Also published as: KR20040053695A

Abstract

본 발명은 이원싸이클을 이용한 심온냉동시스템에 관한 것이다. 본 발명의 심온냉동시스템에서, 고온싸이클부분(100)은, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 압축된 냉매를 응축하는 응축기(120), 응축된 냉매를 저압화하는 모세관(130), 모세관에서 공급되는 냉매에 의하여 열교환을 수행하는 증발기(140)를 포함한다. 그리고 저온싸이클부분(200)은, 냉매를 압축하는 압축기(210), 압축된 냉매를 송풍에 의하여 1차열교환을 수행하는 예비냉각기(220), 예비냉각된 냉매를 응축하는 응축기(240), 응축된 냉매를 저압화하는 모세관(250), 상기 모세관에서의 냉매를 이용하여 열교환을 수행하여 고내(FR)를 극저온상태로 유지하기 위한 증발기(260)를 포함하는 저온싸이클부분으로 포함한다. 상기 증발기(140)와 응축기(240)는, 외부에 대하여 단열된 중간열교환기 내부에서 서로 열교환하여, 저온싸이클을 효율적으로 구동시키고 있다. The present invention relates to a deep-temperature refrigeration system using a binary cycle. In the deep-temperature refrigeration system of the present invention, the high temperature cycle portion 100, the compressor 110 for compressing the refrigerant, the condenser 120 for condensing the compressed refrigerant, the capillary tube 130 for lowering the condensed refrigerant, the capillary tube It includes an evaporator 140 to perform heat exchange by the refrigerant supplied from. The low temperature cycle portion 200 includes a compressor 210 for compressing a refrigerant, a precooler 220 for performing primary heat exchange by blowing the compressed refrigerant, a condenser 240 for condensing the precooled refrigerant, and condensation. Capillary tube 250 for reducing the pressure of the refrigerant, and the low-temperature cycle portion including an evaporator 260 for performing a heat exchange using the refrigerant in the capillary tube to maintain the cryo FR. The evaporator 140 and the condenser 240 exchange heat with each other in an intermediate heat exchanger that is insulated from the outside to efficiently drive the low temperature cycle.

냉동 싸이클, 이원냉동, 초저온 냉동고Refrigeration cycles, binary freezing, cryogenic freezers

Description

Deep cooling system using two-way cycle {Refrigerating system using two stage refrigerating cycle}

도 1은 종래의 이원냉동싸이클의 개략도.1 is a schematic diagram of a conventional binary refrigeration cycle.

도 2는 본 발명의 이원냉동싸이클의 개략도.2 is a schematic diagram of a binary refrigeration cycle of the present invention.

도 3은 본 발명의 예비냉각기와 응축기의 일체화 예시도.Figure 3 is an illustration of the integration of the precooler and the condenser of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 ..... 고온싸이클부분 110 ..... 압축기100 ..... High temperature cycle section 110 ..... Compressor

120 ..... 응축기 130 ..... 모세관120 ..... condenser 130 ..... capillary

140 ..... 증발기 200 ..... 저온싸이클부분140 ..... evaporator 200 ..... low temperature cycle part

210 ..... 압축기 220 ..... 예비냉각기210 ..... Compressor 220 ..... Precooler

230 ..... 오일분리기 240 ..... 응축기230 ..... oil separator 240 ..... condenser

250 ..... 모세관 260 ..... 증발기250 ..... capillary 260 ..... evaporator

FR ..... 고내FR ..... Gonae

본 발명은 냉동싸이클에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심온(초저온) 냉동을 달성하기 위하여 이원냉동싸이클을 이용하면서 저온싸이클부분의 응축기로 유입되는 냉매의 온도를 저온화시킬 수 있도록 구성되는 이원냉동싸이클을 이용하는 심온냉동시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a refrigeration cycle, and more particularly, a binary refrigeration cycle configured to reduce the temperature of the refrigerant flowing into the condenser of the low-temperature cycle while using the binary refrigeration cycle to achieve deep-temperature (ultra-low temperature) refrigeration. It relates to a deep-temperature refrigeration system using.

일반적인 식품을 보관하는 냉장고의 경우에는, 냉장실 및 냉동실을 일반적으로 구비하고 있다. 이와 같은 일반적인 냉동실 및 냉장실의 온도는 식품의 냉동보관이 요구되는 온도까지 저온화된다. In the case of a refrigerator for storing general food, a refrigerator compartment and a freezer compartment are generally provided. The temperature of such a freezer compartment and a refrigerating compartment is reduced to a temperature at which freezing storage of food is required.

그러나 일반적인 식품이 아니라, 병원 또는 연구소 등에서는, 아주 낮은 상태의 저온(초저온 또는 심온)에서 보관해야 하는 대상물이 있기 때문에, 고내 온도가 -60 ~ -70℃ 또는 그 이하의 저온상태를 유지할 수 있는 냉동고의 필요성이 제기되고 있다. However, since there are objects that should be stored at a very low temperature (ultra low temperature or deep temperature) in a hospital or a laboratory, not a general food, a temperature inside the high temperature can be maintained at a low temperature of -60 to -70 ° C or lower. There is a need for freezers.

이러한 필요에 따라서 고온싸이클부분 및 저온싸이클부분으로 구성되는 2원냉동싸이클을 이용하여 상기와 같은 심온냉동시스템이 제안된 바 있고, 도 1은 그 원리를 보이는 개략도이다. According to this need, the above-described deep cooling system has been proposed using a two-way refrigeration cycle composed of a high temperature cycle portion and a low temperature cycle portion, and FIG. 1 is a schematic diagram showing the principle thereof.

도시한 바와 같이, 2원냉동싸이클은, 고온싸이클부분(10)과 저온싸이클부분(20)으로 구성된다. 고온싸이클부분(10)은, 기체상태의 냉매를 압축하는 압축기(12)와, 상기 압축기에서 압축된 냉매의 열을 방열하여 응축시키는 응축기(14), 상기 응축기에서 응축된 액상냉매를 저압화하는 팽창밸브(16), 그리고 상기 구성요소를 거치면서 저온저압화된 냉매를 내부에서 증발시키는 것에 의하여 냉기를 생성하는 증발기(18)를 포함하고 있다. 그리고 이러한 고온싸이클부분(10)은 일반적인 냉동싸이클과 거의 유사한 냉매의 온도특성을 가지게 되고, 상기 증발 기(18)는 저온상태를 유지하지만, 후술하는 저온싸이클부분(20)의 증발기(28)에 비해서는 상대적으로 높은 온도를 가지게 된다. As shown, the binary refrigeration cycle is composed of a high temperature cycle portion 10 and a low temperature cycle portion 20. The high temperature cycle portion 10 includes a compressor 12 for compressing a refrigerant in a gas state, a condenser 14 for dissipating and condensing heat of the refrigerant compressed in the compressor, and a low pressure of the liquid refrigerant condensed in the condenser. An expansion valve 16 and an evaporator 18 which generates cold air by evaporating the low temperature low pressure refrigerant inside thereof through the components. The high temperature cycle portion 10 has a temperature characteristic of a refrigerant almost similar to that of a general freezing cycle, and the evaporator 18 maintains a low temperature, but the evaporator 28 of the low temperature cycle portion 20 to be described later. In comparison, the temperature is relatively high.

그리고 저온싸이클부분(20)은, 기체상태의 냉매를 압축하는 압축기(22)와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(24), 응축된 냉매를 저압화시키는 팽창밸브(26), 그리고 저온저압의 냉매를 이용하여 열교환을 수행하기 위한 증발기(28)를 포함하고 있다. 여기서 저온싸이클부분(10)의 증발기(28)는, 냉동공간에서 요구되는 초저온(예를 들면 -60~-70℃ 또는 그 이하의 저온) 상태를 형성할 수 있도록 그 보다 더 저온상태를 유지해야 한다. The low temperature cycle section 20 includes a compressor 22 for compressing a gaseous refrigerant, a condenser 24 for condensing the compressed refrigerant, an expansion valve 26 for lowering the condensed refrigerant, and a low temperature low pressure refrigerant. It includes an evaporator 28 for performing a heat exchange using. Here, the evaporator 28 of the low temperature cycle section 10 should be kept at a lower temperature than that to form the ultra low temperature (for example, low temperature of -60 ~ -70 ℃ or less) required in the freezing space. do.

상기 저온싸이클부분(20)에서 상기와 같은 초저온상태를 유지할 수 있는 것은, 고온싸이클부분(10)의 증발기(18)와 저온싸이클부분(20)의 응축기(24)가 캐스케이드 컨덴서와 같은 중간열교환기(30)의 내부에서 충분한 열교환을 수행하기 때문에, 저온상태의 액상냉매를 생성하고 있기 때문이다. 물론, 저온싸이클부분(20)의 냉매의 종류도 저온을 충분히 형성할 수 있는 기화특성을 가지는 것으로 선택되어야 하는 것은 당연하다. The ultra-low temperature state of the low temperature cycle portion 20 can be maintained such that the evaporator 18 of the high temperature cycle portion 10 and the condenser 24 of the low temperature cycle portion 20 are an intermediate heat exchanger such as a cascade condenser. This is because a sufficient amount of heat exchange is carried out inside 30 to produce a liquid refrigerant in a low temperature state. Of course, the type of the coolant in the low temperature cycle portion 20 should also be selected to have a vaporization characteristic capable of sufficiently forming a low temperature.

이와 같은 이원싸이클을 이용하는 심온냉동시스템에 있어서는, 저온싸이클부분의 증발기가 어느정도까지 저온화시킬 수 있는가 하는 것이 중요하다. 이러한 저온싸이클의 증발기의 온도에 의하여, 실질적으로 고내의 온도를 상술한 저온까지 저온화시키는 것이 좌우되기 때문이다. In a deep-temperature refrigeration system using such a dual cycle, it is important to what extent the evaporator of the low-temperature cycle can be reduced. This is because lowering the temperature in the refrigerator to the low temperature described above is substantially influenced by the temperature of the evaporator of the low temperature cycle.

상기와 같이 저온싸이클의 증발기를 최고 저온화시키기 위해서는, 상기 중간 열교환기(30) 내부에서의 열교환이 충분히 일어나야 함은 물론이고, 상기 중간열교환기(30)의 내부로 유입되는 저온싸이클의 응축기 내부의 냉매의 온도를 가능하면 저온화시키는 것이 유리함은 당연하다. In order to lower the evaporator of the low temperature cycle as described above, the heat exchange inside the intermediate heat exchanger 30 should sufficiently occur, and the inside of the condenser of the low temperature cycle introduced into the intermediate heat exchanger 30. It is natural to lower the temperature of the coolant as much as possible.

그리고 상술한 바와 같은 이온 심온냉동시스템에 있어서는, 두개의 냉동싸이클을 이용하고 있기 때문에, 가능하면 부피를 최소화시킬 수 있도록 구성하고, 구성부품의 수를 줄이는 것이 유리하다.In the ion deep-temperature refrigeration system described above, since two refrigeration cycles are used, it is advantageous to be configured to minimize the volume if possible and to reduce the number of components.

본 발명의 목적은, 저온싸이클의 응축기로 유입되는 냉매를 저온화시키는 것에 의하여, 보다 효율적인 심온냉동이 가능한 심온냉동시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a deep cooling system capable of more efficient deep cooling by lowering the refrigerant flowing into the condenser of the low temperature cycle.

본 발명의 다른 목적은, 구성부품의 최소화 및 전체적인 부피를 줄일 수 있도록 구성되는 심온냉동시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a deep cooling system, which is configured to minimize the components and reduce the overall volume.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 냉동시스템은, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 응축된 냉매를 저압화하는 모세관, 모세관에서 공급되는 냉매에 의하여 열교환을 수행하는 증발기를 포함하는 고온싸이클부분과; 냉매를 압축하는 압축기, 압축된 냉매를 송풍에 의하여 1차열교환을 수행하는 예비냉각기, 예비냉각된 냉매를 응축하는 응축기, 응축된 냉매를 저압화하는 모세관, 상기 모세관에서의 냉매를 이용하여 열교환을 수행하여 고내를 극저온상태로 유지하기 위한 증발기를 포함하는 저온싸이클부분으로 포함하여 구성되고; 상기 증발기와 응축기는, 외부에 대하여 단열된 중간열교환기 내부에서 서로 열교환하는 것을 특징으로 한다. A refrigeration system according to the present invention for achieving the above object, an evaporator for performing heat exchange by a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the compressed refrigerant, a capillary tube to lower the condensed refrigerant, a refrigerant supplied from the capillary A high temperature cycle portion comprising a; A compressor for compressing the refrigerant, a precooler for performing primary heat exchange by blowing the compressed refrigerant, a condenser for condensing the precooled refrigerant, a capillary tube for reducing the condensed refrigerant, and a heat exchanger using the refrigerant in the capillary tube. It is configured to include a low-temperature cycle portion including an evaporator for performing to maintain the inside of the cold cryogenic state; The evaporator and the condenser, characterized in that the heat exchange with each other in the intermediate heat exchanger insulated to the outside.

그리고 실시예에 의하면, 상기 응축기와 예비냉각시는 일체화되고, 하나의 송풍팬에 의하여 방열되도록 구성되어 있다.According to the embodiment, the condenser and the preliminary cooling time are integrated and configured to radiate heat by one blower fan.

이와 같은 본 발명의 심온냉동시스템에 의하면, 예비냉각기를 설치하는 것에 의하여, 저온싸이클을 보다 효율적으로 구동하여 고내를 초저온화할 수 있으며, 예비냉각기를 고온싸이클의 응축기와 일체화시킴으로써 하나의 송풍팬을 이용하여 냉각시킬 수 있게 되는 구성상의 편리함이 기대된다. According to such a deep-temperature cooling system of the present invention, by installing a precooler, the low temperature cycle can be driven more efficiently by installing a precooler, and a single blower fan is used by integrating the precooler with a condenser of a high temperature cycle. It is expected that the convenience in construction that can be cooled by.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. Next, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 심온냉동시스템은, 고온싸이클부분(100)과 저온싸이클부분(200)으로 구성되고 있다. As shown in FIG. 2, the deep-temperature refrigeration system according to the present invention includes a high temperature cycle portion 100 and a low temperature cycle portion 200.

고온싸이클부분(100)은, 증발기를 나오면서 기체화된 기체상태의 냉매 또는 기액분리기를 통하여 나온 기체상태의 냉매를 압축하기 위한 압축기(110)와, 상기 압축기에 의하여 압축된 고온의 냉매를 응축시키는 것에 의하여 액상 냉매로 형성하게 되는 응축기(120), 그리고 상기 응축기(120)의 고압의 액상냉매를 저압화시키기 위한 모세관(130), 그리고 상기 모세관에서 나온 저온저압의 냉매를 증발기시키는 것에 의하여 열효환을 수행하는 증발기(140)를 포함하고 있다. The high temperature cycle part 100, the compressor 110 for compressing the gaseous refrigerant or the gaseous refrigerant through the gas-liquid separator coming out of the evaporator, and condensing the high-temperature refrigerant compressed by the compressor Condenser 120 to be formed into a liquid refrigerant by the liquid, capillary tube 130 for reducing the high-pressure liquid refrigerant of the condenser 120, and thermally effective by evaporating the low-temperature low-pressure refrigerant from the capillary tube It includes an evaporator 140 to perform.

그리고 상기 증발기(140)와 압축기(110) 사이에는, 증발기(140)에서 나온 냉매에는 미처 기화되지 못한 액체상태의 냉매가 포함될 수 있기 때문에, 이러한 액상냉매를 분리하기 위한 기액분리기(142)가 설치된다. 또한 응축기(120)에서 나온 냉매중에 포함되어 있을 수 있는 습기를 제거하기 위한 드라이어(122)가, 응축기(120)와 모세관(130) 사이에 설치될 수 있다. And between the evaporator 140 and the compressor 110, since the refrigerant from the evaporator 140 may include a liquid refrigerant that has not been vaporized, the gas-liquid separator 142 for separating the liquid refrigerant is installed do. In addition, a dryer 122 for removing moisture that may be included in the refrigerant from the condenser 120 may be installed between the condenser 120 and the capillary tube 130.

본 발명에 의한 저온싸이클은, 증발기(260)에서 나온 기체 냉매를 압축하기 위한 압축기(210)와, 상기 압축기(210)에서 나온 고온상태의 냉매를 1차적으로 냉각시키기 위한 예비냉각기(220)(pre-cooler), 그리고 상기 예비냉각기(220)에 의하여 1차적으로 냉각된 냉매를 열교환에 의하여 응축시켜 액화시키는 응축기(240), 그리고 상기 응축기(240)에서의 냉매를 저온저압상태로 생성하기 위한 모세관(250), 그리고 상기 모세관(250)에서 나오는 저온저압의 냉매를 이용하여 외부와의 열교환을 수행하는 증발기(260)를 포함한다. The low temperature cycle according to the present invention includes a compressor 210 for compressing the gas refrigerant from the evaporator 260 and a precooler 220 for primarily cooling the refrigerant in the high temperature state from the compressor 210 ( pre-cooler, and a condenser 240 for condensing and liquefying the refrigerant primarily cooled by the precooler 220 by heat exchange, and for generating the refrigerant in the condenser 240 at low temperature and low pressure. Capillary tube 250 and the evaporator 260 for performing heat exchange with the outside by using a low-temperature low-pressure refrigerant from the capillary tube 250.

상기 증발기(260)의 내부를 흐르는 냉매는, 냉장고의 고내(FR)와 열교환을 수행하면서, 고내(FR)를 초저온상태로 유지할 수 있게 된다. 참고로 상기 증발기(260)의 표면온도는 -75~-82℃ 정도를 유지하게 되고, 이러한 증발기(26)에 의하여 고내(FR) 온도는 -60~-70℃ 또는 그 이하를 유지할 수 있게 된다. The refrigerant flowing inside the evaporator 260 may maintain the inside of the refrigerator FR at a very low temperature while performing heat exchange with the inside of the refrigerator FR. For reference, the surface temperature of the evaporator 260 is maintained at about -75 ~ -82 ℃, by this evaporator 26 it is possible to maintain the internal temperature (FR) temperature -60 ~ -70 ℃ or less. .

그리고 상기 증발기(260)에서 나온 기체상태의 냉매는 압축기(210)에 의하여 고압으로 압축된다. 상기 압축기(210)는 냉매의 압축과정에서 발생하는 열에 의하여 고열이 발생하게 되는 것은 당연하다. 상기 압축기(210)를 나오는 냉매의 온도는 약 80℃ 내외로 고온상태이다. In addition, the gaseous refrigerant from the evaporator 260 is compressed to a high pressure by the compressor 210. Naturally, the compressor 210 generates high heat by heat generated during the compression of the refrigerant. The temperature of the refrigerant exiting the compressor 210 is about 80 ° C.

상기 압축기(210)를 나온 고온의 압축냉매는, 예비냉각기(220)으로 유입된다. 상기 예비냉각기(220)는, 고온의 냉매를 미리 냉각시킴으로써, 응축기(240)으로 들어가는 냉매를 저온화(예를 들면 상온정도까지)시키기 위한 것이다. 본 발명의 예비냉각기(220)의 형상 및 냉각구조에 대해서는 후술하기로 한다. The high temperature compressed refrigerant leaving the compressor 210 flows into the precooler 220. The precooler 220 is for cooling the high temperature refrigerant in advance to lower the temperature of the refrigerant entering the condenser 240 (for example, to room temperature). The shape and cooling structure of the precooler 220 of the present invention will be described later.

그리고 상기 예비냉각기(220)를 거치면서 1차적으로 냉각된 냉매는 응축기(240)으로 유입된다. 그리고 필요에 따라서 상기 예비냉각기(220)와 응축기(240) 사이에는 오일분리기(Oil seperator)(230)가 설치될 수 있다. 상기 오일분리기(230)는, 냉매에 혼합되어 있을 수 있는 압축기의 기름을 분리하기 위한 것이고, 그 자체는 이미 공지된 것이다. In addition, the refrigerant primarily cooled while passing through the precooler 220 flows into the condenser 240. If necessary, an oil separator 230 may be installed between the precooler 220 and the condenser 240. The oil separator 230 is for separating oil of the compressor which may be mixed in the refrigerant, and is known per se.

상기 응축기(240)에서 열교환에 의하여 액화된 냉매는, 모세관(250)에서 저압화된다. 그리고 상기 응축기(240)와 모세관(250) 사이에는, 냉매에 혼합되어 있을 수 있는 수분을 제거하기 위한 드라이어(242)가 설치된다. 상기 모세관(250)을 통하여 저압화된 액상냉매는, 증발기(260)으로 유입되어, 고내(FR) 공기와의 열교환을 통하여 기화되면서, 고내(FR)을 충분한 저온상태로 유지하게 된다. The refrigerant liquefied by heat exchange in the condenser 240 is reduced in the capillary tube 250. A dryer 242 is installed between the condenser 240 and the capillary tube 250 to remove moisture that may be mixed in the refrigerant. The low pressure liquid refrigerant through the capillary tube 250 is introduced into the evaporator 260, and vaporized through heat exchange with air in the refrigerator (FR), thereby maintaining the refrigerator (FR) at a sufficiently low temperature.

그리고 고온싸이클부분(100)의 증발기(140)는, 그 표면온도가 약 -33℃ 내외를 유지하게 되고, 상기 예비냉각기(220)를 거친 저온싸이클부분(200)의 응축기(240)으로 유입되는 냉매는 상온상태를 유지하게 된다. 이러한 저온싸이클부분(200)의 응축기(240)에서 냉매를 충분하게 냉각시키기 위하여, 상기 증발기(140)와 응축기(240)는, 중간열교환기(300)의 내부에 같이 설치된다. The surface temperature of the evaporator 140 of the high temperature cycle part 100 is maintained at about −33 ° C., and is introduced into the condenser 240 of the low temperature cycle part 200 passed through the precooler 220. The refrigerant is maintained at room temperature. In order to sufficiently cool the refrigerant in the condenser 240 of the low temperature cycle portion 200, the evaporator 140 and the condenser 240 are installed together inside the intermediate heat exchanger 300.

상기 중간열교환기(300)는, 예를 들면 외부에 대하여 충분한 단열을 수행할 수 있는 단열체 상자로써, 그 내부에서는 고온싸이클부분의 증발기(140)와, 저온싸이클부분(200)의 응축기(240)가 내장되어 있다. 따라서 저온싸이클부분(200)의 응축기(240)는 상기 증발기(140)에 의하여 충분히 냉각되어, 냉매가 액화될 것이다. The intermediate heat exchanger 300 is, for example, an insulator box capable of performing sufficient heat insulation to the outside, and inside the evaporator 140 of the high temperature cycle portion and the condenser 240 of the low temperature cycle portion 200. ) Is built-in. Therefore, the condenser 240 of the low temperature cycle portion 200 is sufficiently cooled by the evaporator 140, the refrigerant will be liquefied.

이와 같은 중간열교환기(300)는, 저온싸이클부분(200)의 응축기(240) 내부의 냉매를 효율적으로 냉각시키는 것에 의하여, 고내(FR)를 충분한 저온상태(예를 들면 -60~-70℃)로 유지할 수 있도록 설치되는 것이다. 그리고 상기 중간열교환기(300)의 내부에 설치되는 증발기(140)와 응축기(240)는, 실질적으로 외부에 대한 열손실 없이, 양자 사이에서 충분한 열교환이 이루어질 수 있도록 충분한 단열기능을 구비하고 있어야 할 것이다.Such an intermediate heat exchanger 300 cools the refrigerant in the condenser 240 of the low temperature cycle part 200 efficiently, thereby keeping the inside FR low enough (for example, -60 to -70 ° C). It is installed so that it can be maintained. In addition, the evaporator 140 and the condenser 240 installed inside the intermediate heat exchanger 300 should be provided with sufficient thermal insulation to allow sufficient heat exchange between the two without substantially losing heat to the outside. will be.

이와 같이 본 발명에 의하면, 상기 압축기(210)의 후단에 예비냉각기(220)를 설치함으로써, 응축기(240)으로 유입되는 냉매를 1차적으로 냉각시키기 위한 것이다. 냉매의 온도를 살펴보면, 압축기(210)에서 나오는 냉매는 약 80℃ 전후의 고온상태인데, 상기 예비냉각기(220)를 통하여 냉매의 온도는 상온 정도까지 떨어지게 된다. As described above, according to the present invention, the pre-cooler 220 is installed at the rear end of the compressor 210 to primarily cool the refrigerant flowing into the condenser 240. Looking at the temperature of the refrigerant, the refrigerant coming from the compressor 210 is about 80 ℃ high temperature state, the temperature of the refrigerant through the pre-cooler 220 drops to about room temperature.

본 발명에 의한 예비냉각기(220)는, 기존의 응축기와 동일한 형상으로 설치하는 것도 가능하다. 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 냉매가 흐르는 냉매관(222)을 상하방향에서 다단으로 절곡시키고 냉매관의 외측면에 다수개의 냉각핀(224)을 결합한 형태로 성형하는 것도 가능하다. 그리고 상기 예비냉각기(220)를 냉각시키기 위하여, 상기 예비냉각기(220)의 일측에는 송풍팬(도시 생략)을 설치하여야 한다. The precooler 220 according to the present invention can also be installed in the same shape as a conventional condenser. Alternatively, as shown in FIG. 3, the refrigerant pipe 222 in which the refrigerant flows may be bent in multiple stages in the vertical direction, and may be formed in the form of combining a plurality of cooling fins 224 on the outer surface of the refrigerant pipe. And in order to cool the precooler 220, one side of the precooler 220 should be provided with a blowing fan (not shown).

그리고 본 발명에 의하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 고온싸이클부분(100)의 응축기(120)와, 저온싸이클부분(200)의 예비냉각기(220)를 일체화시키고 있다. 즉, 하나의 프레임(F)의 내부에, 상기 응축기(120)를 상부에 설치하고 예비냉각기(220)를 하부에 배치하도록 구성하고 있다. 그리고 상기 응축기(120) 도, 상하방향으로 다단으로 절곡되고, 그 외측에 냉각핀을 삽입한 형태로 구성하고 있으며, 이는 기존의 증발기와 거의 유사한 형태를 가지게 된다. According to the present invention, as shown in FIG. 3, the condenser 120 of the high temperature cycle portion 100 and the precooler 220 of the low temperature cycle portion 200 are integrated. That is, inside the one frame (F), the condenser 120 is installed in the upper portion and is configured to arrange the precooler 220 in the lower portion. In addition, the condenser 120 is also bent in multiple stages in the vertical direction, it is configured in the form of a cooling fin inserted on the outside, which has a form similar to the conventional evaporator.

이와 같이 응축기(120)와 예비냉각기(220)를 일체화시킴으로써, 전체적인 냉동시스템의 부피를 최소화할 수 있음과 동시에, 상기 응축기(120) 및 예비냉각기(220)를 냉각시키기 위한 송풍팬(도시 생략)을 하나로 구성할 수 있게 된다. By integrating the condenser 120 and the precooler 220 in this way, a volume of the entire refrigeration system can be minimized, and a blower fan (not shown) for cooling the condenser 120 and the precooler 220. Can be configured as one.

즉, 상기 응축기(20)와 예비냉각기(220)를 각각 별개로 설치하는 경우에는, 이들을 각각 냉각시키기 위한 송풍팬이 두개가 필요하게 된다. 그러나 본 실시예에서는 상기 응축기(20)와 예비냉각기(220)를 일체화시키는 것에 의하여 하나의 송풍팬을 이용하여 양자를 동시에 냉각시키는 것이 가능하게 된다. That is, in the case where the condenser 20 and the precooler 220 are separately installed, two blowing fans are required to cool them, respectively. However, in this embodiment, by integrating the condenser 20 and the precooler 220, it is possible to simultaneously cool both by using one blower fan.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 예비냉각기(220)를 통하여 응축기(240)에 유입되는 냉매의 온도를 저온화시킬 수 있게 된다. 또한 상기 예비냉각기(220)와 응축기(120)를 일체화시키는 것에 의하여 하나의 송풍팬을 이용하여 양자를 동시에 냉각시키는 것이 가능하게 된다. According to the present invention as described above, it is possible to lower the temperature of the refrigerant flowing into the condenser 240 through the precooler 220. In addition, by integrating the precooler 220 and the condenser 120, it is possible to simultaneously cool both by using one blower fan.

이상과 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것임은 자명하다.Within the scope of the basic technical spirit of the present invention as described above, many other modifications are possible to those skilled in the art, and the present invention should be interpreted based on the appended claims. Is self explanatory.

이상과 같은 본 발명에 의한 이원냉동싸이클을 이용한 심온냉동장치는, 예비냉각기를 설치하는 것에 의하여 저온싸이클부분의 응축기로 유입되는 냉매의 온도 를 충분히 낮추고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 예비냉각기에 의하여, 실질적으로 저온싸이클의 효율을 최대화시킬 수 있게 되는 효과를 기대할 수 있다. In the deep-temperature freezing apparatus using the binary cooling cycle according to the present invention as described above, it can be seen that the temperature of the refrigerant flowing into the condenser of the low-temperature cycle part is sufficiently lowered by installing the precooler. By such a precooler, the effect that can substantially maximize the efficiency of the low temperature cycle can be expected.

그리고 본 발명에서는 예비냉각기와, 고온싸이클의 응축기를 일체화시키고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 일체화 구성에 의하여, 하나의 송풍팬을 이용하여 양자를 동시에 냉각시킬 수 있음은 물론이고, 전체적인 냉동시스템도 소형으로 구성하는 것이 가능하게 될 것이다. In the present invention, it can be seen that the precooler and the condenser of the high temperature cycle are integrated. By such an integrated configuration, it is possible not only to cool both by using one blower fan at the same time, but also to configure the whole refrigeration system in a small size.

Claims

A compressor 110 for compressing the refrigerant, a condenser 120 for condensing the compressed refrigerant, a capillary tube 130 for lowering the condensed refrigerant, and an evaporator 140 for performing heat exchange by the refrigerant supplied from the capillary tube. A high temperature cycle portion; A compressor 210 for compressing a refrigerant, a precooler 220 for performing primary heat exchange by blowing the compressed refrigerant, a condenser 240 for condensing the precooled refrigerant, and a capillary tube 250 for lowering the condensed refrigerant In the binary cycle comprising a low-temperature cycle portion including an evaporator (260) for performing heat exchange using the refrigerant in the capillary tube to maintain the inside of the refrigerator (FR) in a cryogenic state;

The evaporator 140 and the condenser 240 heat exchange with each other in the intermediate heat exchanger insulated with respect to the outside,

The condenser 120 and the precooler 220 is integrated, deep cooling system using a binary cycle, characterized in that the heat dissipation by one blower fan.

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