KR100766157B1 - Vapor compression system and method - Google Patents
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Abstract
증기 압축 시스템(10)은 폐루프 시스템에서 상호연결된 증발기(16), 압축기(12) 및 응축기(14)를 포함한다. 한 실시예에 따르면, 다기능 밸브(18)는 응축기(14)로부터의 액화된 열전달 유체 및 압축기(12)로부터의 고온 증기를 수용하도록 구성된다. 포화 증기 라인은 다기능 밸브(18)의 출구를 증발기(16)의 입구에 연결하고, 증발기(16)로 전달 전에 다기능 밸브(18)에 존재하는 열전달 유체를 포화 증기로 변화시키도록 크기가 형성된다. 증발기(16)의 출구를 압축기(12)의 입구에 연결하는 흡입 라인(30)을 통해 압축기(12)로 복귀되는 열전달 유체의 온도를 탐지함으로써 다기능 밸브(18)는 밸브(18)를 통해 열전달 유체의 유동을 조절한다. 다기능 밸브(18)내의 개폐되는 분리 통로는 전향류 과정의 증발기(16) 및 포화 증기 라인(28)을 통해 고온 증기를 유동시킴으로써 증기압축시스템이 제상 모드에서 작동되도록 하여, 시스템의 제상에 소요되는 시간을 감소시키고, 전 시스템 성능을 향상시킨다.The vapor compression system 10 includes an evaporator 16, a compressor 12 and a condenser 14 interconnected in a closed loop system. According to one embodiment, the multifunction valve 18 is configured to receive liquefied heat transfer fluid from the condenser 14 and hot steam from the compressor 12. The saturated steam line is sized to connect the outlet of the multifunction valve 18 to the inlet of the evaporator 16 and change the heat transfer fluid present in the multifunction valve 18 into saturated steam prior to delivery to the evaporator 16. . By detecting the temperature of the heat transfer fluid returning to the compressor 12 via the suction line 30 connecting the outlet of the evaporator 16 to the inlet of the compressor 12, the multifunction valve 18 transfers heat through the valve 18. Regulate the flow of fluid. The opening and closing separation passage in the multifunction valve 18 allows the steam compression system to operate in the defrost mode by flowing hot steam through the evaporator 16 and the saturated steam line 28 in the forward flow process, thereby defrosting the system. Reduces time and improves overall system performance
Description
본 발명은 증기 압축 시스템에 관한 것이고, 특히 전향류(forward-flow) 제상 사이클을 사용하는 기계제어식 증기압축시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vapor compression system, and more particularly to a machine controlled vapor compression system using a forward-flow defrost cycle.
폐루프 증기 압축 사이클에서 열전달 유체는 열을 방출하며 증기로부터 액체로 상태가 변화되고, 증발 중 열을 흡수하며 증발기에서 액체로부터 증기로 상태가 변화된다. 통상적인 증기 압축 증기압축시스템은 프레온과 같은 열전달 유체를 응축기로 전달하기 위한 압축기를 포함하고, 상기 응축기에서 증기가 액체로 응축됨에 따라 열이 방출된다. 액체는 액체 라인을 통해 열동식 팽창 밸브로 유동되고, 상기 열동식 팽창 밸브에서 열전달 유체는 체적 팽창된다. 열동식 팽창 밸브로부터 배출되는 열전달 유체는 저건도 액체 증기 혼합물이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "저건도 액체 증기 혼합물"은 소량의 플래시 가스를 가진 액체 상태의 저압 열전달 유체를 나타내고, 상기 플래시 가스는 열전달 유체가 과냉각 상태로 지속될 때 잔여 열전달 유체를 냉각시킨다. 다음에 팽창된 열전달 유체가 증발기로 전달되고, 상기 증발기에서 액체 냉매는 열을 흡수하여 저압에서 증발되며, 액체로부터 증기로 상태가 변화된다. 현재 증기 상태인 열전달 유체는 흡입 라인을 통해 압축기로 후방으로 전달된다. 때때로, 열전달 유체는 증기 상태가 아니라 과열된 증기 상태로 증발기로부터 배출된다.In a closed loop vapor compression cycle, the heat transfer fluid releases heat and changes state from vapor to liquid, absorbs heat during evaporation and changes state from liquid to vapor in the evaporator. Conventional vapor compression vapor compression systems include a compressor for delivering a heat transfer fluid, such as freon, to a condenser, where heat is released as the vapor condenses into a liquid. The liquid flows through the liquid line to the thermal expansion valve, where the heat transfer fluid is volumetrically expanded. The heat transfer fluid exiting the thermal expansion valve is a low dry liquid vapor mixture. As used herein, the term “low dry liquid vapor mixture” refers to a low pressure heat transfer fluid in a liquid state with a small amount of flash gas, which cools the remaining heat transfer fluid when the heat transfer fluid continues to be supercooled. The expanded heat transfer fluid is then transferred to the evaporator, where the liquid refrigerant absorbs heat and evaporates at low pressure, changing its state from liquid to vapor. The heat transfer fluid, which is presently in the vapor state, is delivered rearward to the compressor via a suction line. Occasionally, the heat transfer fluid is discharged from the evaporator in superheated steam rather than steam.
한 관점에서, 증기 압축 사이클의 효율은 응축기로부터 배출시 고압 액체로 열전달 유체를 유지하는 시스템의 능력에 따라 결정된다. 냉각된 고압 유체는 응축기 및 열동식 팽창 밸브 사이에서 연장구성된 긴 냉매 라인에 걸쳐 액체 상태로 유지되어야 한다. 열동식 팽창 밸브의 적합한 작동은 밸브를 통과하는 액체 열전달 유체의 체적에 따라 결정된다. 고압 액체가 열동식 팽창 밸브의 오리피스를 통과하기 때문에, 유체가 밸브를 통해 팽창될 때 유체에 압력 강하가 형성된다. 저압에서, 유체는 소량의 플래시 가스 형태로서 추가량을 냉각시키고, 액체 형태인 대부분의 열전달 유체를 냉각시킨다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 밸브를 통과하는 일부 액체가 가스로 신속하게 변화되고 액체 형태인 잔여 열전달 유체를 상응 온도로 냉각시킬 때, 열동식 팽창 밸브와 같은 팽창 밸브의 압력 강하를 나타내는데 용어 "플래시 가스"가 사용된다.In one aspect, the efficiency of the vapor compression cycle is determined by the system's ability to maintain the heat transfer fluid as a high pressure liquid upon exit from the condenser. The cooled high pressure fluid must remain liquid over a long refrigerant line extending between the condenser and the thermal expansion valve. Proper operation of the thermodynamic expansion valve depends on the volume of liquid heat transfer fluid passing through the valve. Since the high pressure liquid passes through the orifice of the thermal expansion valve, a pressure drop is formed in the fluid when the fluid is expanded through the valve. At low pressure, the fluid cools additional amounts in the form of small amounts of flash gas and cools most of the heat transfer fluid in liquid form. As used herein, the term "flash" refers to the pressure drop of an expansion valve, such as a thermal expansion valve, when some liquid passing through the valve rapidly changes to gas and cools the remaining heat transfer fluid in liquid form to a corresponding temperature. Gas "is used.
상기 저건도 액체 증기 혼합물은 증발기 내에서 냉각 코일의 초기부로 이동된다. 유체가 코일을 통해 진행될 때, 상기 유체는 초기에 소량의 열을 흡수하고, 상기 유체의 온도는 고온으로 증가되며, 고건도 액체 증기 혼합물로 형성되는 점에 도달된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고건도 액체 증기 혼합물"은 대응 엔탈피를 가지고 증기 상태 및 액체 상태로 존재하는 열전달 유체를 나타내고, 열전달 유체의 온도 및 압력이 서로 상관관계가 있음을 나타낸다. 고건도 액체 증기 혼합물은 상기 고건도 액체 증기 혼합물이 상태 변화 조건에 형성되기 때문에 매우 효율적으로 열을 흡수할 수 있다. 다음에 열전달 유체는 주위로부터 열을 흡수하 고, 비등하기 시작한다. 증발기 코일 내에서의 비등 단계는 코일 내에서 포화 증기를 형성하고, 상기 비등 단계는 주위로부터 열을 흡수하도록 지속된다. 유체가 완전히 비등되면, 상기 유체는 냉각 코일의 최종 단계를 통해 저온 증기로서 배출된다. 유체가 완전히 저온 증기로 변화되면, 상기 유체는 매우 소량의 열을 흡수한다. 냉각 코일의 최종 단계 중, 열전달 유체는 과열 증기 상태로 유입되고, 과열 증기로 형성된다. 본원에 정의된 바와 같이, 최소량의 열이 증기 상태의 열전달 유체에 추가될 때 열전달 유체는 "과열 증기"로 형성되고, 따라서 유사 압력을 유지하면서 열전달 유체가 기체 상태로 유입된 점보다 위로 상기 열전달 유체의 온도를 상승시킨다. 다음에 과열 증기는 흡입 라인을 통해 압축기로 복귀되고, 상기 압축기에서 증기 압축 사이클이 지속된다.The low dry liquid vapor mixture is moved to the beginning of the cooling coil in the evaporator. As the fluid proceeds through the coil, it initially reaches a point where it absorbs a small amount of heat, the temperature of the fluid increases to a high temperature, and forms a high-dry liquid vapor mixture. As used herein, the term “dry liquid vapor mixture” refers to a heat transfer fluid that has a corresponding enthalpy and is present in the vapor and liquid states, and indicates that the temperature and pressure of the heat transfer fluid correlate with each other. The high dry liquid vapor mixture can absorb heat very efficiently because the high dry liquid vapor mixture is formed under state change conditions. The heat transfer fluid then absorbs heat from the environment and begins to boil. The boiling step in the evaporator coil forms saturated vapor in the coil and the boiling step continues to absorb heat from the environment. Once the fluid is completely boiled, the fluid is discharged as cold steam through the final stage of the cooling coil. When the fluid is completely converted to low temperature steam, the fluid absorbs very little heat. During the final stage of the cooling coil, the heat transfer fluid enters the superheated vapor state and forms as superheated steam. As defined herein, when a minimum amount of heat is added to the heat transfer fluid in the vapor state, the heat transfer fluid is formed as "superheated steam" and thus above the point at which the heat transfer fluid enters the gas state while maintaining a similar pressure. Raise the temperature of the fluid. The superheated steam is then returned through the suction line to the compressor, where the steam compression cycle is continued.
고효율 작동을 위해, 열전달 유체는 증발기 내에서 냉각 코일의 대부분을 통해 액체로부터 증기로 상태가 변화되어야 한다. 열전달 유체의 상태가 액체로부터 증기로 변화될 때, 분자가 증발 잠열을 흡수하여 액체로부터 기체로 변화되기 때문에 상기 열전달 유체는 대량의 에너지를 흡수한다. 반면에, 유체가 액체 상태 또는 증기 상태로 형성될 때 상대적으로 소량의 열이 흡수된다. 따라서, 가능한 한 큰 냉각 코일 길이에서 유체의 상태 변화가 형성되도록 최적 냉각 효율은 열동식 팽창 밸브에 의한 열전달 유체의 정밀 제어에 따라 결정된다. 열전달 유체가 냉각 액체 상태로 증발기로 유입되고 증기 상태 또는 과열 증기 상태로 증발기로부터 배출될 때, 증발기의 대부분이 매우 소량의 열을 흡수하는 상태인 유체를 수용하기 때문에 증발기의 냉각 효율은 하락된다. 최적 냉각 효율을 위해, 증발기의 대부분 또는 전부분은 액체 상태 및 증기 상태의 유체를 수용해야 한다. 최적 냉각 효율을 형성하기 위해, 증발기로 유입되고 상기 증발기로부터 배출되는 열전달 유체는 고건도 액체 증기 혼합물이어야 한다.For high efficiency operation, the heat transfer fluid must change state from liquid to vapor through most of the cooling coils in the evaporator. When the state of the heat transfer fluid changes from liquid to vapor, the heat transfer fluid absorbs large amounts of energy because the molecules absorb the latent heat of evaporation and change from liquid to gas. On the other hand, a relatively small amount of heat is absorbed when the fluid is formed in the liquid or vapor state. Thus, the optimum cooling efficiency is determined by the precise control of the heat transfer fluid by the thermal expansion valve so that a change in the state of the fluid is formed at the largest possible cooling coil length. When the heat transfer fluid enters the evaporator in the cooling liquid state and exits from the evaporator in the vapor state or superheated vapor state, the cooling efficiency of the evaporator is lowered because most of the evaporator receives the fluid in a state that absorbs very little heat. For optimal cooling efficiency, most or all of the evaporator must contain fluid in the liquid and vapor phases. To achieve optimal cooling efficiency, the heat transfer fluid entering and exiting the evaporator must be a high dry liquid vapor mixture.
열동식 팽창 밸브는 중요 기능을 수행하고, 폐루프 시스템을 통해 열전달 유체의 전달을 조절한다. 임의의 냉각 효과가 증발기에 발생되기 전에, 열전달 유체는 응축기로부터 배출되는 고온 액체로부터 증발 온도에 적합한 범위로 압력 강하에 의해 냉각되어야 한다. 증발기로 유입되는 저압 액체의 유동은 증발기의 최대 냉각 효율을 유지하고자 열동식 팽창 밸브에 의해 유량조정된다. 통상적으로, 작동이 안정되면, 증발기의 출구에 인접하여 흡입 라인의 열전달 유체 온도를 탐지함으로써 기계적 열동식 팽창 밸브는 열전달 유체의 유동을 조절한다. 열동식 팽창 밸브로부터 배출시 열전달 유체는 소량의 플래시 가스를 가진 저압 액체 형태이다. 플래시 가스의 존재로 인해 액체 상태에서 열전달 유체의 평형에 냉각 효과가 제공되고, 따라서 저건도 액체 증기 혼합물이 형성된다. 열전달 유체가 증발기로부터 배출될 때 상기 열전달 유체가 받는 과열량을 측정하도록 온도 센서가 흡입 라인에 부착된다. 열전달 유체가 완전히 비등되고 액체가 더 이상 흡입 라인에 존재하지 않게 형성된 후 증기에 추가된 열량이 과열이다. 매우 소량의 열이 과열 증기에 의해 흡수되기 때문에, 열동식 팽창 밸브는 증발기에 형성된 과열 증기의 양을 최소화하도록 열전달 유체의 유동을 유량조정한다. 따라서, 열동식 팽창 밸브는 증발기로부터 배출되는 증기의 과열도를 탐지함으로써 증발기로 유동되는 저압 액체의 양을 결정한다.Thermodynamic expansion valves perform critical functions and regulate the transfer of heat transfer fluid through a closed loop system. Before any cooling effect occurs on the evaporator, the heat transfer fluid must be cooled by a pressure drop from the hot liquid exiting the condenser to a range suitable for the evaporation temperature. The flow of low pressure liquid entering the evaporator is regulated by a thermal expansion valve to maintain the maximum cooling efficiency of the evaporator. Typically, when the operation is stable, the mechanical thermal expansion valve regulates the flow of the heat transfer fluid by detecting the heat transfer fluid temperature of the suction line adjacent to the outlet of the evaporator. The heat transfer fluid on discharge from the thermostatic expansion valve is in the form of a low pressure liquid with a small amount of flash gas. The presence of the flash gas provides a cooling effect on the equilibrium of the heat transfer fluid in the liquid state, thus forming a low dry liquid vapor mixture. A temperature sensor is attached to the suction line to measure the amount of overheat the heat transfer fluid receives when the heat transfer fluid exits the evaporator. The amount of heat added to the steam after the heat transfer fluid is completely boiled and the liquid is no longer present in the suction line is superheated. Since a very small amount of heat is absorbed by the superheated steam, the thermodynamic expansion valve regulates the flow of heat transfer fluid to minimize the amount of superheated steam formed in the evaporator. Accordingly, the thermodynamic expansion valve determines the amount of low pressure liquid flowing to the evaporator by detecting the superheat degree of steam exiting the evaporator.
폐루프 시스템을 통한 열전달 유체의 유동 조절 필요성 외에, 증기압축시스템의 최적 작동 효율은 증발기의 주기적 제상에 따라 결정된다. 작동 중 증발기 코일에 형성되는 빙결을 제거하도록 증발기의 주기적 제상이 요구된다. 증발기에 얼음 또는 성에가 형성될 때, 상기 얼음 또는 성에는 증발기 코일의 공기 통로를 막는다. 냉장 진열 캐비넷과 같은 상업 시스템에서, 성에의 증대로 인해 진열 캐비넷에 에어 커튼(air curtain)이 형성되지 못하는 정도까지 공기 유량이 감소될 수 있다. 식품 냉장장치 등과 같은 상업 시스템에서, 증발기를 매번 수시간마다 제상시킬 필요가 있다. 오프-사이클 방법과 같은 다양한 제상 방법이 존재하고, 상기 오프-사이클 방법에서 냉장 사이클은 정지되며, 증발기는 대기 온도에서 공기에 의해 제상된다. 또한, 전기 제상 오프-사이클 방법이 사용되고, 상기 방법에서 전기 가열 요소가 증발기 주위에 구성되며, 성에를 용해하도록 가열 코일에 전류가 흐른다.In addition to the need to regulate the flow of heat transfer fluid through the closed loop system, the optimum operating efficiency of the vapor compression system depends on the periodic defrost of the evaporator. Periodic defrosting of the evaporator is required to remove freezing formed in the evaporator coil during operation. When ice or frost forms on the evaporator, the ice or frost blocks the air passage of the evaporator coil. In commercial systems such as refrigerated display cabinets, air flow may be reduced to the extent that air curtains are not formed in the display cabinet due to increased frost. In commercial systems such as food refrigerators, it is necessary to defrost the evaporator every few hours. Various defrosting methods exist, such as the off-cycle method, in which the refrigeration cycle is stopped and the evaporator is defrosted by air at ambient temperature. In addition, an electric defrost off-cycle method is used, in which an electric heating element is constructed around the evaporator and a current flows in the heating coil to dissolve the frost.
오프-사이클 제상 시스템 외에, 증발기의 제상을 위해 압축기로부터 배출되는 상대적으로 고온의 열전달 유체를 사용하는 증기압축시스템이 개발되었다. 상기 기술에서, 고온 증기는 압축기로부터 증발기로 직접 유동된다. 한 기술에서, 고온 증기의 유동은 흡입 라인으로 이동되고, 시스템은 역으로 작동된다. 다른 기술에서, 고온 증기는 전용 라인으로 유동되고, 상기 전용 라인은 증발기의 주기적 제상을 위해 고온 증기를 이동시킬 목적으로 압축기로부터 증발기로 직접 연결된다. 또한, 바이패스 밸브, 바이패스 라인, 열교환기 등과 같은 증기압축시스템 내의 다양한 장치를 사용하는 다른 복합 방법이 개발되었다.In addition to off-cycle defrost systems, steam compression systems have been developed that use relatively high temperature heat transfer fluid exiting a compressor for defrosting an evaporator. In this technique, hot steam flows directly from the compressor to the evaporator. In one technique, the flow of hot steam is moved to the suction line and the system is operated in reverse. In another technique, hot steam flows into a dedicated line, which is directly connected from the compressor to the evaporator for the purpose of moving the hot steam for periodic defrosting of the evaporator. In addition, other complex methods have been developed that use various devices in vapor compression systems such as bypass valves, bypass lines, heat exchangers, and the like.
종래의 증기 압축 증기압축시스템에 비해 더 우수한 작동 효율을 형성하기 위해, 냉장 산업은 더 복잡한 시스템을 개발하고 있다. 정교한 컴퓨터 제어 열동식 팽창 밸브가 증발기를 통한 열전달 유체의 더 우수한 제어를 위해 개발되었다. 또한, 복합 밸브 및 배관 시스템이 높은 열전달률을 유지하기 위해 증발기를 더 신속하게 제상시키도록 개발되었다. 상기 시스템은 일정 수준의 성공을 이룰 수 있으나, 시스템의 복잡성 증가로 인해 시스템 비용이 현저하게 증가된다. 따라서, 저비용으로 설치될 수 있고 고효율로 작동될 수 있는 효율적인 증기압축시스템의 필요성이 대두된다.In order to achieve better operating efficiency compared to conventional steam compression steam compression systems, the refrigeration industry is developing more complex systems. Sophisticated computer controlled thermal expansion valves have been developed for better control of the heat transfer fluid through the evaporator. In addition, composite valves and piping systems have been developed to defrost the evaporator more quickly to maintain high heat transfer rates. The system can achieve some level of success, but the system cost increases significantly due to the increased complexity of the system. Therefore, there is a need for an efficient vapor compression system that can be installed at low cost and operated with high efficiency.
본 발명의 목적은 포화 증기를 증발기의 입구로 유동시킴으로써 높은 작동 효율을 유지하는 증기압축시스템을 제공하는 것이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "포화 증기"는 대응 엔탈피를 가진 상태에서 증기 상태 및 액체 상태로 존재하는 열전달 유체를 나타내고, 열전달 유체의 온도 및 압력이 서로 상관관계가 있음을 나타낸다. 포화 증기는 고건도 액체 증기 혼합물이다. 포화 증기를 증발기로 유동시킴으로써 액체 상태 및 증기 상태의 열전달 유체가 증발기 코일로 유입된다. 따라서, 열전달 유체는 최대의 열이 유체에 의해 흡수될 수 있는 상태로 증발기로 유동된다. 증발기의 고효율 작동 외에, 본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 증기압축시스템은 간단한 증발기 제상 수단을 제공한다. 공통 챔버로 연결되는 분리 통로를 수용하는 다기능 밸브가 사용된다. 작동시, 다기능 밸브는 냉각용 포화 증기 또는 제상용 고온 증기를 증발기로 전달할 수 있다.It is an object of the present invention to provide a vapor compression system which maintains high operating efficiency by flowing saturated steam into the inlet of the evaporator. As used herein, the term "saturated vapor" refers to a heat transfer fluid that is present in the vapor and liquid states with a corresponding enthalpy and indicates that the temperature and pressure of the heat transfer fluid correlate with each other. Saturated steam is a high temperature liquid vapor mixture. By flowing the saturated vapor into the evaporator, the liquid and vapor heat transfer fluid enters the evaporator coil. Thus, the heat transfer fluid flows to the evaporator in such a way that maximum heat can be absorbed by the fluid. In addition to high efficiency operation of the evaporator, according to one preferred embodiment of the present invention, the vapor compression system provides simple evaporator defrosting means. Multifunctional valves are used which receive the separation passages leading to the common chamber. In operation, the multifunction valve can deliver cooling saturated steam or defrost hot steam to the evaporator.
한 형태에 따르면, 증기 압축 시스템은 열전달 유체의 증발을 위한 증발기, 상대적으로 높은 온도 및 압력으로 열전달 유체의 압축을 위한 압축기 및 열전달 유체의 응축을 위한 응축기를 포함한다. 포화 증기 라인은 팽창 밸브로부터 증발기로 연결된다. 본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 포화 증기 라인의 직경 및 길이는 증발기로 유체의 전달 전에 열전달 유체가 포화 증기로 변화되기에 충분하다. 본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 열원은 포화 증기 라인의 열전달 유체에 적용되고, 열전달 유체가 증발기로 유입되기 전에 열전달 유체의 일부가 증발되기에 충분하다. 본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 열전달 유체가 팽창 밸브를 통과한 후에 또한 열전달 유체가 증발기로 유입되기 전에 열원이 열전달 유체에 적용된다. 열원은 열전달 유체를 저건도 액체 증기 혼합물로부터 고건도 액체 증기 혼합물 또는 포화 증기로 변화시킨다. 통상적으로, 증발기로 유입되기 전에 열전달 유체의 약 5% 이상이 증발된다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 팽창 밸브는 다기능 밸브내에 구성되고, 상기 다기능 밸브는 액체 상태로 열전달 유체를 수용하기 위한 제 1 입구 및 증기 상태로 열전달 유체를 수용하기 위한 제 2 입구를 포함한다. 다기능 밸브는 또한 제 1 입구 및 제 2 입구를 공통 챔버에 연결하는 통로를 포함한다. 게이팅 밸브가 통로내에 구성되고, 상기 게이팅 밸브는 열전달 유체의 유동이 각 통로에서 독립적으로 중단되도록 한다. 증기압축시스템을 통한 고온 증기 및 포화 증기 유동의 독립 제어로 인해 증발기에서의 열전달율 증가 및 증발기의 신속한 제상으로 인한 높은 작동 효율이 형성된다. 증가된 작동 효율로 인해 증기압축시스템이 상대적으로 소량의 열전달 유체로 충전되고, 증기압축시스템은 상대적으로 대량의 열부하를 처리할 수 있다.According to one aspect, the vapor compression system comprises an evaporator for evaporation of heat transfer fluid, a compressor for compression of heat transfer fluid at relatively high temperatures and pressures and a condenser for condensation of heat transfer fluid. The saturated steam line is connected from the expansion valve to the evaporator. According to one preferred embodiment of the present invention, the diameter and length of the saturated steam line is sufficient to change the heat transfer fluid to saturated steam before delivery of the fluid to the evaporator. According to one preferred embodiment of the present invention, the heat source is applied to the heat transfer fluid of the saturated vapor line and is sufficient for a portion of the heat transfer fluid to evaporate before the heat transfer fluid enters the evaporator. According to one preferred embodiment of the invention, a heat source is applied to the heat transfer fluid after the heat transfer fluid passes through the expansion valve and before the heat transfer fluid enters the evaporator. The heat source changes the heat transfer fluid from a low dry liquid vapor mixture to a high dry liquid vapor mixture or saturated steam. Typically, at least about 5% of the heat transfer fluid is evaporated before entering the evaporator. According to one embodiment of the invention, the expansion valve is configured in a multifunction valve, the multifunction valve comprising a first inlet for receiving the heat transfer fluid in a liquid state and a second inlet for receiving the heat transfer fluid in a vapor state. . The multifunction valve also includes a passage connecting the first inlet and the second inlet to the common chamber. A gating valve is configured in the passage, which allows the flow of heat transfer fluid to be stopped independently in each passage. Independent control of hot steam and saturated steam flow through the steam compression system results in increased operating efficiency due to increased heat transfer rate in the evaporator and rapid defrosting of the evaporator. The increased operating efficiency allows the vapor compression system to be filled with a relatively small amount of heat transfer fluid, and the vapor compression system can handle a relatively large amount of heat load.
도 1 은 본 발명의 실시예를 따라 배열되는 증기 압축시스템의 개략도.1 is a schematic diagram of a vapor compression system arranged in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 실시예를 따르는 다기능 밸브의 제 1 측면을 도시한 부분측단면도.Figure 2 is a partial side cross-sectional view showing a first side of a multifunction valve in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3 은 도 2 에 도시된 다기능 밸브의 제2측면을 도시한 부분측단면도.3 is a partial side cross-sectional view showing a second side of the multifunctional valve shown in FIG.
도 4 는 본 발명의 실시예를 따르는 다기능 밸브의 분해도.4 is an exploded view of a multifunction valve in accordance with an embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 또다른 실시예를 따르는 증기압축시스템의 개략도.5 is a schematic diagram of a vapor compression system according to another embodiment of the present invention.
도 6 은 본 발명의 또다른 실시예를 따르는 다기능 밸브의 분해도.6 is an exploded view of a multifunctional valve according to another embodiment of the present invention.
도 7 은 본 발명의 또다른 실시예를 따른 증기압축시스템의 개략도.7 is a schematic view of a vapor compression system according to another embodiment of the present invention.
도 8 은 도 7에 도시된 증기압축시스템의 일부분을 확대한 단면도.8 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the vapor compression system shown in FIG.
도 9 는 본 발명의 실시예를 따르는 회복밸브를 개략적으로 도시한 부분 단면도.9 is a partial cross-sectional view schematically showing a recovery valve according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예를 따르는 회복밸브를 개략적으로 도시한 부분단면도.10 is a partial cross-sectional view schematically showing a recovery valve according to another embodiment of the present invention.
도 11 은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 다기능 밸브 또는 장치 위에 위치하는 밸브몸체에 관한 부분평면단면도.11 is a partial plan cross-sectional view of a valve body positioned over a multifunction valve or device in accordance with another embodiment of the present invention.
도 12 는 도 11에 도시된 다기능 밸브의 밸브몸체에 관한 측면도.12 is a side view of the valve body of the multifunctional valve shown in FIG.
도 13 은 도 11 및 도 12에 도시된 다기능 밸브 또는 장치를 부분단면으로 도시한 분해도.13 is an exploded view in partial cross-section of the multifunction valve or device shown in FIGS. 11 and 12;
도 14는 도 12에 도시된 다기능 밸브 도는 장치의 일부분에 관한 확대도.14 is an enlarged view of a portion of the multifunction valve turning device shown in FIG. 12;
도 15 는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 다기능 밸브 또는 장치 위에 구성된 밸브몸체에 관한 부분평단면도.Figure 15 is a partial cross sectional view of a valve body constructed over a multifunction valve or device in accordance with another embodiment of the present invention.
도 16 은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 배열된 증기압축시스템의 개략도.16 is a schematic representation of a vapor compression system arranged in accordance with another embodiment of the present invention.
* 부호설명 ** Code Description *
10.... 증기압축시스템 12... 압축기10 ....
14.... 응축기 16.... 증발기14 ....
18.... 다기능 밸브 22.... 액체라인18 ..
24.... 제 1 입구 26.... 제 2 입구24 ....
32.... 온도 센서 34.... 제어유니트32 ....
36.... 냉장케이스 54, 154...밸브조립체36 .... Refrigerating
본 발명의 실시예에 따라 배열된 증기압축시스템(10)의 실시예가 도 1 에 도시된다. 압축기(12), 응축기(14), 증발기(16) 및 다기능 밸브(18)가 증기압축시스템(10)에 포함된다. 배출라인(20)에 의해 압축기(12)가 응축기(14)에 연결된다. 다기능 밸브(18)의 제 1 입구(24)에 연결된 액체라인(22)에 의해 다기능 밸브(18)가 응축기에 연결된다. 추가로 제 2 입구(26)에서 다기능 밸브(18)가 배출라인(20)에 연결된다. 포화증기라인(28)이 다기능 밸브(18)를 증발기(16)에 연결시키고, 흡입라인(30)이 증발기(16)의 출구를 압축기(12)의 입구에 연결시킨다. 온도센서(32)가 흡입라인(30)에 장착되고 다기능 밸브(18)에 작동가능하게 연결된다. 본 발명에 따르면 압축기(12), 응축기(14), 다기능 밸브(18) 및 온도센서(32)가 제어유니트(34)내부에 위치한다. 따라서, 증발기(16)가 냉장케이스(36) 내부에 위치한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 압축기(12), 응축기(14), 다기능 밸브(18), 온도센서(32) 및 증발기(16)가 모두 냉장케이스(36)내부에 위치한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 증기압축시스템은 제어유니트(34) 및 냉장케이스(36)를 가지고, 압축기(12) 및 응축기(14)가 제어유니트(34)내부에 위치하며, 증발기(16), 다기능 밸브(18) 및 온도센서(32)가 냉장케이스(36)내부에 위치한다.An embodiment of a
예를 들어 디클로로디플루오로메탄(dichlorodifluoromethane)의 R-12, 모노클로로디플루오로메탄(monochlorodifluoromethane)의 R-22, R-12 및 R-152a로 구성된 공비혼합냉매의 R-500, R-23 및 R-13으로 구성된 공비혼합냉매의 R-503, R-22 및 R-115로 구성된 공비혼합냉매의 R-502와 같은 클로로플루오로카본과 같은 냉매들을 포함하고 필수적으로 그리고 상업적으로 이용가능한 열전달유체가 본 발명의 증기압축시스템에서 이용될 수 있다. 또한 예를 들어 R-13, R-113, 141b, 123a, 123, R-114 및 R-11에 국한되지 않은 냉매들이 하이드로클로로플루오로카본(hydrochlorofluorocarbons), R-134a, 134, 152, 143a, 125, 32, 23과 같은 하이드로플루오로카본(hydrofluorocarbon)과 (흔히 R-507로 알려진) AZ-20 및 AZ-50과 같은 공비혼합 HFC와 같은 냉매들이 본 발명이 증기압축시스템에 이용될 수 있다. (흔히 R-404a로 알려진) MP-39, HP-80, FC-14, R-717 및 HP-62와 같은 혼합냉매들이 본 발명의 증기압축시스템내에서 냉매들로서 이용될 수 있다. 따라서 본 발명에 의하여, 동일한 냉매를 이용하는 종래기술의 증기압축시스 템보다 사실상 모든 냉매들에 의해 더 큰 시스템효율로 작동할 수 있기 때문에, 본 발명에서 이용되는 특정냉매 또는 냉매들의 조합은 본 발명의 작동과 관련하여 중요하다고 판단되지 못한다.For example, azeotropic mixed refrigerants consisting of R-12 of dichlorodifluoromethane and R-22, R-12 and R-152a of monochlorodifluoromethane, R-500 and R-23. And essentially and commercially available heat transfer, including refrigerants such as chlorofluorocarbons such as azeotropic mixed refrigerants R-503, R-22 and R-115, azeotropic mixed refrigerants consisting of R-13 and R-502. Fluids can be used in the vapor compression system of the present invention. Refrigerants not limited to, for example, R-13, R-113, 141b, 123a, 123, R-114 and R-11 may also be used as hydrochlorofluorocarbons, R-134a, 134, 152, 143a, Refrigerants such as hydrofluorocarbons such as 125, 32, and 23 and azeotrope HFCs such as AZ-20 and AZ-50 (commonly known as R-507) can be used in the vapor compression system. . Mixed refrigerants (commonly known as R-404a) such as MP-39, HP-80, FC-14, R-717 and HP-62 can be used as refrigerants in the vapor compression system of the present invention. Thus, according to the present invention, the specific refrigerant or combination of refrigerants used in the present invention can be operated with a greater system efficiency by virtually all refrigerants than prior art vapor compression systems using the same refrigerant. It is not considered important in terms of operation.
작동시, 압축기(12)는 열전달유체를 상대적으로 높은 압력 및 온도까지 압축시킨다. 압축기(12)에 의해 열전달유체가 압축되는 온도 및 압력은 증기압축시스템(10)의 특정크기 및 시스템의 냉각부하요구량에 의존한다. 압축기(12)는 열전달유체를 배출라인(20) 및 응축기(14) 내부로 가압한다. 하기 상세한 설명을 참고할 때, 냉각작업동안 제 2 입구(26)가 폐쇄되고, 압축기(12)의 전체출력이 응축기(14)를 통해 가압된다.In operation,
응축기(14)내에서 물 공기와 같은 매체 또는 제 2 냉매가 응축기내부의 코일을 지나 분사되고, 가압된 열전달유체가 액체상태를 변화시킨다. 유체내부의 잠열이 응축과정동안 방출되기 때문에, 특정 열전달유체 또는 글리콜(glycol)등에 의존하여, 열전달유체의 온도가 약 10 내지 40℉(5.6 내지 22.2℃)로 강하된다. 응축기(14)는 액화된 열전달유체를 액체라인(22)으로 방출시킨다. 도 1을 참고할 때, 액체라인(22)은 직접 다기능 밸브(18)내부로 방출된다 액체라인(22)은 상대적으로 길이가 짧기 때문에 응축기(14)로부터 다기능 밸브(18)로 이동함에 따라 액체라인(22)에 의해 운반되고 가압상태인 액체의 온도는 증가되지 못한다. 길이가 짧은 액체라인이 증기압축시스템(10)에 의해 전달되어 유리하다. 유체가 고압액체로 변환되면 유체는 상당한 거리를 이동하지 않기 때문에, 액체가 다기능 밸브(18)로 유입되기 전에 액체의 부주의한 가열 또는 액체압력의 손실에 의해 열흡수능력이 손실되지 않는다. 본 발명의 상기 실시예에 있어서, 증기압축시스템은 상대적으로 길이가 짧은 액체라인(22)을 이용할 때, 하기 설명을 참고할 때, 상대적으로 긴 액체라인(22)을 이용하는 증기압축시스템에서 본 발명의 장점들이 구해질 수 있다. 응축기(14)에 의해 방출되는 열전달유체는 제 1 입구(24)에서 다기능 밸브(18)로 유입되고, 온도센서(32)에서 흡입라인(30)의 온도에 의해 결정되는 비율로 체적팽창을 겪는다. 다기능 밸브(18)에 의해 포화증기로서 열전달유체가 포화증기라인(28)내부로 방출된다. 온도센서(32)는 온도정보를 제어라인(33)을 통해 다기능 밸브(18)로 전달시킨다.In the condenser 14 a medium such as water air or a second refrigerant is injected past the coils in the condenser, and the pressurized heat transfer fluid changes the liquid state. Since the latent heat in the fluid is released during the condensation process, the temperature of the heat transfer fluid drops to about 10 to 40 ° F. (5.6 to 22.2 ° C.), depending on the specific heat transfer fluid or glycol.
부패할 수 있는 식품들이 저장되는 냉장케이스와 같은 용기의 온도를 제어하기 위하여 증기압축시스템(10)이 다양하게 이용될 수 있는 것을 당업자들이 이해할 수 있다. 예를 들어 약 12000 Btu/hr(84 g cal/s)의 냉각부하를 가진 냉장케이스의 온도를 제어하기 위하여 증기압축시스템(10)이 이용될 때, 약 110℉(43.3℃)내지 약 120℉(48.9℃)의 온도 및 약 1501bs/in2(1.03E 5 N/㎡) 내지 약 180 1bs/in2(1.25 E5 N/㎡)의 압력이 압축기(12)에 의해 방출된다.Those skilled in the art will appreciate that the
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 포화증기라인(28)내부로 방출되는 저압의 유체가, 포화증기라인(28)을 통해 이동함에 따라, 포화증기로 변환되도록, 포화증기라인(28)의 크기가 정해진다. 한가지 실시예에서, 포화증기라인(28)이 R-12 등과 같은 열전달유체의 약 2500 ft/min(76m/min)내지 약 3700 ft/min(1128 m/min)를 다루도록 크기가 정해지고, 약 0.5 내지 1.0 inch(1.27 내지 2.54㎝)의 직경을 가지며, 약 90 내지 100 feet(27 내지 30.5m)의 길이를 가진다. 하기 설명을 참고할 때, 다기능 밸브(18)가 출구의 바로 앞에서 공통 챔버를 포함한다. 열전달유체가 상기 공통챔버로 유입함에 따라 추가의 체적팽창을 겪는다 다기능 밸브(18)의 공통챔버 내부에서 이루어지는 열전달유체의 추가 체적팽창은 포화증기라인(28)이 약 225%까지 라인증가하는 것과 등가하다. 응축기와 근접한 위치에서 열팽창유체를 체적팽창시키고 체적팽창위치 및 증발기사이의 유체라인의 상당한 거리를 위한 밸브의 위치설정작업은 종래기술의 시스템과 상당히 다르다는 것이 당업자들에 의해 이해된다. 전형적인 종래기술에 있어서, 팽창밸브는 증발기의 입구와 직접 근접하게 위치하고, 온도감지장치가 이용되면, 상기 장치는 증발기의 출구와 매우 근접한 위치에 장착된다. 상기 설명을 참고할 때 증발기의 실제 양은 포화증기보다는 액체이기 때문에, 상기 시스템의 효율은 낮다. 높은 측면압력, 액체온도, 열부하 또는 다른 조건의 변동을 증발기의 효율에 악영향을 줄 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the size of the saturated
종래기술과 비교할 때, 본 발명을 따르는 상기 증기압축시스템에 의해, 체적팽창 및 증발기의 입구 사이에 표화증기라인이 위치설정되어, 열전달유체가 증발기로 유입하기 전에, 열전달유체의 일부분이 포화증기로 변환된다. 포화증기로 증발기(16)를 충진시키면, 냉각효율이 상당히 증가된다. 증발기(16)와 같은 증발기의 냉각효율을 증가시키면, 상기 증기압축시스템은 다수의 장점들을 제공한다. 예를 들어, 냉장케이스(36)의 공기온도를 소요정도로 제어하기 위한 열전달유체의 양이 감소된다 추가로 압축기(12)의 전원공급량이 감소되어, 운전비용이 감소된다. 또한 유사한 냉각부하를 다루는 종래기술의 시스템보다 압축기(12)의 크기는 더 작게 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 증발기와 근접한 위치에 다수의 부품들이 구성하는 것이 상기 증기압축시스템에 의해 회피된다. 냉장케이스(36)내부에 부품들의 개수를 최소로 제한하여, 냉장케이스(36)의 열부하가 최소화된다.Compared with the prior art, the steam compression system according to the present invention allows a labeled steam line to be positioned between the volume expansion and the inlet of the evaporator so that a portion of the heat transfer fluid is transferred to the saturated steam before the heat transfer fluid enters the evaporator. Is converted. When the
본 발명의 상기 실시예에 있어서, 다기능 밸브(18)가 응축기(14)와 근접한 위치에 놓이고, 그 결과 상대적으로 짧은 액체라인(22) 및 상대적으로 긴 포화증기라인(28)을 형성할 때, 심지어 다기능 밸브(18)가 증발기(16)의 입구와 바로 근접한 위치에 놓여서, 상대적으로 긴 액체라인(22) 및 상대적으로 짧은 포화증기라인(28)이 형성되더라도, 본 발명의 장점들이 구해질 수 있다. 예를 들어, 바람직한 실시예에 있어서, 도 7을 참고할 때, 다기능 밸브(18)는 증발기(16)의 입구와 바로 근접하게 위치하고, 그 결과 상대적으로 긴 액체라인(22) 및 상대적으로 짧은 포화증기라인(28)이 형성된다. 도 7 및 도 8을 참고할 때, 증발기(16)로 유입하는 열전달유체가 포화증기가 되도록, 열원(25)이 포화증기라인(28)에 부착된다. 온도센서(32)가 흡입라인(30)에 장착되고, 다기능 밸브(18)에 작동가능하게 연결되며, 열전달유체가 증발기(16)로 유입하기 전에, 열전달유체의 일부분을 증발시키도록 열원(25)이 강도가 충분하다. 증발기(16)로 유입하는 열전달유체가 포화증기로 변환되고, 도 8을 참고할 때, 열전달유체의 일부분이 액체상태(29)로 존재하며, 열전달유체의 다른 부분이 증기상태(31)로 존재한다.In this embodiment of the present invention, when the
열전달유체의 일부분을 증발시키기 위한 열원(25)은 응축기(14)로부터 주위로 전달되는 열을 형성하고, 예를 들어 배출라인(20)으로부터 주위로 전달되는 열, 압축기로부터 주위로 전달되는 열, 압축기에 의해 발생되는 열, 전기열원으로부터 발생되는 열 가연성재료를 이용하여 발생되는 열, 태양에너지 또는 다른 열원을 이용하여 발생되는 열과 같이 당업자들에게 공지된 외부 또는 내부 열원에 의해 열원(25)이 형성될 수 있다. 또한 열원(25)은 포화증기라인(28)과 같은 증기압축시스템(10)의 일부분에 의도적으로 부착된 열원과 같은 능동형 열원으로 구성될 수 있다. 비제한적으로 전기적 열원으로부터 발생된 열, 가연성재료를 이용하여 발생된 열, 태양에너지 또는 증기압축시스템(10)의 일부분에 의도적으로 그리고 능동적으로 부착된 다른 열원을 이용하여 발생된 열과 같은 열원이 능동형 열원에 포함된다. 불량한 단열 또는 다른 이유에 기인하여, 돌발적으로 증기압축시스템(10)의 일부분으로 누출되는 열 및 증기압축시스템(10)의 모든 부분으로 우연히 또는 모르게 흡수되는 열로 형성되는 열원은 능동형 열원이 아니다.The
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 도 8을 참고하면, 열전달유체의 일부분이, 증발기(16)를 유출할 때, 액체상태(29)로 되도록, 온도센서(32)가 증발기(16)를 유출하는 열전달유체를 감시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 열전달유체가 증발기로 유입되기 전에 열전달유체의 적어도 약 5%가 증기화되고, 증발기를 유출할 때 열전달유체의 적어도 약 1%가 액체상태로 존재한다. 증발기로 유입 또는 증발기로부터 유출할 때, 열전달유체의 일부분이 액체상태(29) 및 증기상태(31)로 존재하면, 본 발명의 증기압축시스템에 의해 증발기(16)는 최대효율로 작동한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 열전달유체는 증발기(16)를 유출할 때 적어도 약 1%의 과열상태로 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 열전달유체는 증발기(16)를 유출할 때, 약 1%의 액체상태 및 약 1%의 과열증기상태사이에 존재한다.In a preferred embodiment of the present invention, referring to FIG. 8, the
열전달유체가 포화증기로서 증발기(16)로 유입하도록 상기 실시예들이 열원(25) 또는 포화증기라인(28)의 크기 및 치수에 의존하는 반면에, 증발기(16)로 유입할 때, 열전달유체를 포화증기로 변환시킬 수 있고 당업자들에게 공지된 모든 수단이 이용될 수 있다. 추가로 증발기를 유출하는 열전달유체의 상태를 감시하기 위해 상기 실시예들이 온도센서(32)를 이용하는 반면에, 압력센서 또는 유체의 강도를 측정하는 센서와 같이, 증발기를 유출하는 열전달유체의 상태를 결정할 수 있고 당업자들에게 공지된 측정장치가 이용될 수 있다. 추가로 상기 실시예들에 있어서, 증발기(16)를 유출하는 열전달유체의 상태가 측정장치에 의해 감시되는 반면에, 증발기(16)주위 또는 내부의 모든 위치에서 열전달유체의 상태를 감시하기 위하여, 증발기(16)주위 또는 내부의 모든 위치에 측정장치가 배열될 수 있다.While the embodiments depend on the size and dimensions of the
도 12를 참고할 때, 다기능 밸브(18)의 실시예가 부분측단면도로 도시된다. 열전달유체는 우선 입구(24)로 유입되고 제 1 통로(38)를 가로질러 공통챔버(40)로 이동한다. 제 1 입구(24)와 근접한 제 1 통로(38)내부에 팽창밸브(42)가 위치한다. 상부 밸브하우징(44)내부에 포함된(도면에 도시되지 않은) 다이아그램에 의해 열전달유체가 제 1 통로(38)를 통해 유동하는 것이 팽창밸브(42)에 의해 측정된다. 써모스태틱(thermostatic)팽창밸브, 모세관튜브 또는 압력제어기와 같이 열전달유체의 유동을 측정하기 위해 이용될 수 있고 당업자들에게 공지된 모든 장치가 팽창밸브(42)로 구성될 수 있다. 상부 밸브하우징(44)상에 위치한 입력부(62)에 제어라인(33)이 연결된다. 제어라인(33)을 통해 전달된 신호들이 상부 밸브하우징(44)내부에서 다이아그램을 작동시킨다. 제 1 입구(24)로부터 (도 4 에 도시된) 팽창밸브(52)로 유입하는 열전달유체의 양을 제어하기 위해 (도 4 에 도시된) 밸브조립체(54)가 다이아그램에 의해 작동된다. 공통챔버(40)와 근접한 제 1 통로(38)내부에 제 1 게이팅밸브(gating valve)(46)가 위치한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 전기신호에 응답하여 제 1 통로를 통해 통과하는 열전달유체의 유동을 결정할 수 있는 솔레노이드밸브가 제 2 게이팅밸브(46)로서 구성된다.Referring to FIG. 12, an embodiment of the
도 3을 참고할 때, 다기능 밸브(18)의 제 2 측면이 부분측단면도로서 도시된다. 제 2 통로(48)가 제 2 입구(26)를 공통챔버(40)에 연결시킨다. 공통챔버(40)와 근접한 제 2 통로(48)내부에 제 2 게이팅밸브(50)가 위치한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 전기신호를 수신할 때 제 2 통로를 통해 통과하는 열전달유체의 유동을 결정할 수 있는 솔레노이드밸브가 제 2 게이팅밸브(50)로서 구성된다. 공통챔버(40)는 출구(41)를 통해 다기능 밸브(18)로부터 열전달유체를 방출한다.Referring to FIG. 3, the second side of the
도 4를 참고할 때, 다기능 밸브(18)의 분해사시도가 도시된다. 제 1 입구(24), 밸브조립체(54) 및 상부밸브하우징(44)과 근접한 팽창챔버(52)가 팽창밸브(42)에 포함된다. 상부 밸브하우징(44)내부에 포함된(도면에 도시되지 않은) 다이아그램에 의해 밸브조립체(54)가 작동된다. 팽창챔버(52) 및 밸브몸체(60)의 중간위치에 제 1 및 제 2 튜브(tube)(56,58)들이 위치한다. 밸브몸체(60)위에 게이팅밸브(46,50)들이 장착된다. 본 발명에 따르면, 제 1 게이팅밸브(46)를 폐쇄하고 제 2 게이팅밸브(50)를 개방하여, 증기압축시스템(10)이 제상모드로 작동될 수 있다. 제상모드에서, 고온의 열전달유체가 제 2 입구(26)로 유입되고, 제2 통로를 지나가고 공통챔버(4)로 유입된다. 고온증기들이 출구(41)를 통해 방출되고 포화증기라인(28)에서 증발기(16)까지 이동한다. 증발기(16)의 온도를 약 50 내지 120℉(27.8 내지 66.7℃)까지 상승시키는 충분한 온도가 고온증기에 형성된다. 증발기(16)로부터 서리를 제거하고 열전달률을 소요 작동수준으로 회복시킬 정도로 온도상승은 충분하다.Referring to FIG. 4, an exploded perspective view of the
열전달유체가 증발기로 유입하기 전에 팽창하도록 다기능 밸브(18)가 상기 실시예들에서 이용되는 반면에, 열전달유체가 증발기(16)로 유입하기 전에 팽창되도록, 팽창밸브(42) 또는 심지어 회복밸브(19)와 같은 써모스태틱 팽창밸브 또는 교축밸브가 이용될 수 있다.While the
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 열전달유체를 낮은 건도(quality)의 액체증기혼합물로부터 높은 건도의 액체증기혼합물 또는 포화증기로 열전달유체가 팽창밸브(42)를 통과한 후 및 열전달유체가 증발기(16)의 입구로 유입하기 전에, 열원(25)이 열전달유체에 부착된다.In a preferred embodiment of the present invention, the heat transfer fluid is passed from the low quality liquid vapor mixture to the high dry liquid vapor mixture or saturated steam after the heat transfer fluid passes through the
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 열원(25)이 다기능 밸브(18)에 부착된다. 도 9를 참고할 때, 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 있어서, 열원(25)이 회복밸브(19)내부에 부착된다. 액체라인(22)에 연결된 제 1 입구(124) 및 포화증기라인(28)에 연결된 제 1 출구(159)가 회복밸브(19)에 구성된다. 열전달유체가 회복밸브(19)의 제 1 입구(124)로부터 공통챔버(140)까지 유입된다. 제 1 입구(124)로 유입하는 열전달유체가 액체상태로부터 낮은 건도의 액체증기혼합물로 팽창하도록 팽창밸브(142)가 제 1 입구(124)와 근접하게 위치한다. 제 2 입구(127)가 배출라인(20)에 연결되고, 압축기(12)를 유출하는 고온의 열전달유체를 수용한다. 압축기(12)를 유출하는 고온의 열전달유체가 제 2 입구(127)로 유입되고, 제 2 통로(123)를 가로질러 이동한다. 제 2 통로(123)가 제 2 입구(127) 및 제 2 출구(130)에 연결된다. 제 2 통로(123)의 일부분이 공통챔버(140)와 근접하게 위치한다.In a preferred embodiment of the present invention, a
고온의 열전달유체가 공통챔버(140)에 근접함에 따라, 고온의 열전달유체로부터 발생한 열은 제 2 통로(123)로부터 열원형태의 공통챔버(14)로 전달된다. 열원(125)으로부터 열전달유체로 열을 가하면, 열전달유체가 공통챔버(14)를 유동함에 따라, 공통챔버(14)내부의 열전달유체는 낮은 건도의 액체증기혼합물로부터 높은 건도의 액체증기혼합물로 변환된다. 또한 고온의 열전달유체가 공통챔버(14)근처를 통과함에 따라, 제 2 통로 내부에 위치한 고온의 열전달유체가 냉각된다. 제 2 통로를 가로질러 이동할 때, 냉각된 고온의 열전달유체가 제 2 출구(130)를 유출하고 응축기(14)로 유입한다. 높은 건도의 액체증기혼합물 또는 포화증기로서 공통챔버(14)내부의 열전달유체가 제 1 출구(159)에서 회복밸브(19)로부터 포화증기라인(28)내부로 유출한다.As the high temperature heat transfer fluid approaches the
바람직한 실시예에 있어서, 압축기로부터 외부로 전달된 열에 의해 열원(125)이 구성되는 반면에, 예를 들어 전기적 열원으로부터 발생된 열, 가연성재료를 이용하여 발생된 열, 태양에너지를 이용하여 발생된 열 또는 다른 열원과 같이, 당업자들에게 공지된 내부 또는 외부열원에 의해 열원(125)이 구성될 수 있다. 또한 상기 설명을 참고할 때, 모든 열원(25) 및 능동형 열원에 의해 열원(125)이 구성될 수 있다.In a preferred embodiment, the
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제 3 통로(148) 및 제 3 입구(128)가 회복밸브(19)에 구성된다. 제3 입구(128)가 배출라인(20)에 연결되고, 압축기(12)로부터 방출되는 고온의 열전달유체를 수용한다. 공통챔버(14)를 통해 열전달유체의 유동을 차단할 수 있는 (도면에 도시되지 않은) 제 1 게이팅밸브(46)가 공통챔버(14)의 제 1 입구(124)와 근접하게 위치한다. 제 3 통로(148)에 의해 제 3 입구(128)가 공통챔버(14)에 연결된다. 공통챔버(14)와 근접하게 위치한 제 3 통로(148)내에 (도면에 도시되지 않은) 제 2 게이팅밸브(50)가 위치한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 전기신호를 받을 때, 제 3 통로(148)를 통해 열전달유체의 유동을 차단할 수 있는 솔레노이드밸브가 제 2 게이팅밸브(50)이다.In a preferred embodiment of the present invention, a
본 발명에 따르면, 공통챔버(14)의 제 1 입구(124)와 근접하게 위치한 제 1 게이팅밸브(46)를 폐쇄하고 공통챔버(14)와 근접한 제 3 통로(148)내에 위치한 제 2 게이팅밸브(50)를 개방하여, 증기압축시스템(10)이 제상모드에서 작동될 수 있다. 제상모드에서 고온의 열전달유체가 압축기(12)로부터 제 3 입구(128)로 유입되고 제 3 통로(138)를 가로질러 이동하며, 공통챔버(14)로 유입한다. 고온의 열전달유체가 회복밸브(19)의 제 1 출구(159)를 통해 방출되고 포화증기라인(28)를 가로질러 증발기(16)로 이동한다. 증발기(16)의 온도를 약 50 내지 120℉(27.8 내지 66.7℃)까지 상승시키기에 충분한 온도를 고온의 열전달유체가 가진다. 상기 온도는 증발기(16)로부터 서리를 제거하고 열전달율을 소요 작동수준까지 회복시키기에 충분하다.According to the present invention, the second gating valve closes the
제상 싸이클동안, 시스템내부에 걸려진 오일포켓(pocket)들이 열전달유체와 동일한 방향으로 이동되고 가열된다. 정방향유동으로 고온가스를 시스템을 통해 가압하면, 걸려진 오일은 결국 압축기로 귀환된다. 고온가스는 시스템을 통해 상대적으로 빠른 속도로 이동하고 냉각시간을 감소시켜서, 제상효율을 개선시킨다. 본 발명을 따른 정방향유동식 제상방법은 역방향유동식 제상방법보다 다수의 장점들을 제공한다. 예를 들어, 역방향 유동식 제상시스템은 증발기의 입구와 근접한 소직경의 체크밸브(check valve)를 이용한다. 상기 체브밸브는 역방향의 고온가스유동을 제한하여, 유동속도 및 그 결과 제상효율을 감소시킨다. 또한 본 발명을 따르는 정방향유동식 제상방법에 의해 제상작업동안 시스템내부의 압력증가가 회피된다. 추가로 역방향유동방법에 의해 시스템내부에 걸려진 오일이 팽창밸브내부로 가압된다. 이것은 팽창밸브내부의 과도한 오일이 찐득거림(gumming)작용을 야기시켜 밸브의 작동을 제한한다. 또한 정방향 제상작업에 의해, 제상회로 이외에 작동되는 추가의 냉장회로들 내부에서 액체라인 압력이 감소되지 못한다.During the defrost cycle, the oil pockets entrapped within the system are moved and heated in the same direction as the heat transfer fluid. When the hot gas is pressurized through the system in the forward flow, the hung oil is eventually returned to the compressor. Hot gases travel relatively fast through the system and reduce cooling time, improving defrosting efficiency. The forward flow defrosting method according to the present invention provides a number of advantages over the reverse flow defrosting method. For example, the reverse flow defrost system uses a small diameter check valve close to the inlet of the evaporator. The valve valve limits the hot gas flow in the reverse direction, reducing the flow rate and consequently the defrosting efficiency. In addition, the pressure increase in the system during the defrosting operation is avoided by the forward flow defrosting method according to the present invention. In addition, oil trapped inside the system by the reverse flow method is pressurized into the expansion valve. This causes excessive oil inside the expansion valve to cause a gumming action to limit the operation of the valve. Also, forward defrosting does not reduce the liquid line pressure inside additional refrigeration circuits operated in addition to the defrost circuit.
본 발명에 따라 배열된 증기압축시스템이 종래기술을 따르고 비교되는 크기의 시스템보다 더 적은 열전달유체로 작동될 수 있다. 증발장치보다는 응축기와 근접하게 다기능밸브를 위치시키면, 상대적으로 높은 밀도의 액체보다는 상대적으로 낮은 밀도의 증기가 포화증기라인에 충진된다. 선택적으로 포화증기라인에 열원을 부착시키면, 상대적으로 높은 밀도의 액체보다는 상대적으로 낮은 밀도의 증기가 포화증기라인에 충진된다. 또한 팽창밸브에서 적합한 수두압력을 강화하기 위하여 증기를 충분히 공급하여 종래기술의 시스템은 저온주위작동(예를 들어 동절기)을 보상한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 다기능밸브가 응축기와 근접하게 위치하기 때문에, 증기압축시스템의 열압력이 추운 날씨에서 더욱 용이하게 유지된다.Steam compression systems arranged in accordance with the present invention can be operated with less heat transfer fluid than systems of comparable size and according to the prior art. By placing the multifunction valve in close proximity to the condenser rather than the evaporator, saturated steam lines are filled with a relatively low density of vapor rather than a relatively high density of liquid. Optionally, by attaching a heat source to the saturated steam line, a relatively low density vapor is packed into the saturated steam line rather than a relatively high density liquid. In addition, by supplying sufficient steam to enhance the suitable head pressure in the expansion valve, prior art systems compensate for low temperature ambient operation (eg winter). In a preferred embodiment of the present invention, since the multifunction valve is located in close proximity to the condenser, the thermal pressure of the vapor compression system is more easily maintained in cold weather.
본 발명의 정방향 유동식 제상능력은 제상효율을 향상시켜 다수의 작동상 잇점들을 제공한다. 예를 들어, 걸려진 오일을 압축기로 가압시키면, 액체의 슬러깅(slugging)이 회피되고 그 결과 장치의 사용수명을 증가시킨다. 또한 시스템의 서리를 제거하기 위한 시간이 감소되기 때문에, 작동비용이 감소된다. 고온가스의 유동이 신속하게 중지되기 때문에, 상기 시스템은 신속하게 정상 냉각 작동상태로 귀환될 수 있다. 증발기(16)로부터 서리가 제거될 때, 흡입라인(30)내부에 열전달유체의 온도증가가 온도센서(32)에 의해 감지된다. 정해진 설정온도까지 온도가 상승할 때, 제 2 게이팅밸브(50) 및 다기능 밸브(18)가 폐쇄된다. 일단 제 1 통로(38)를 통해 열전달유체의 유동이 재개되면, 냉각작업을 재개하기 위하여 냉각상태의 포화증기가 신속하게 증발기(16)로 귀환한다.The forward flow defrosting capability of the present invention improves the defrosting efficiency and provides a number of operational advantages. For example, pressurizing jammed oil with a compressor avoids slugging of the liquid and consequently increases the service life of the device. Also, because the time for defrosting the system is reduced, the operating cost is reduced. Since the flow of hot gas is stopped quickly, the system can be quickly returned to normal cooling operation. When frost is removed from the
본 발명의 증기압축시스템이 다양한 적용예를 가질 수 있도록 다수의 수정이 제공될 수 있는 것을 당업자들이 이해한다. 예를 들어, 전형적으로 소매 식품 판매점들에서 운전되는 증기압축시스템들은 보통의 압축기시스템에 의해 제공될 수 있는 다수의 냉장케이스들을 포함한다. 높은 열부하에서 냉장작업이 이루어져야 하는 적용예들에 있어서, 증기압축시스템의 냉각능력을 증가시키기 위해 다중의 압축기들이 이용될 수 있다.It is understood by those skilled in the art that a number of modifications may be provided to enable the vapor compression system of the present invention to have a variety of applications. For example, steam compression systems that typically operate in retail food stores include a number of refrigeration cases that can be provided by an ordinary compressor system. In applications where refrigeration must be performed at high heat loads, multiple compressors can be used to increase the cooling capacity of the vapor compression system.
다중의 증발기들 및 다중의 압축기들을 가지고 본 발명의 또다른 실시예를 따르는 증기압축시스템(64)이 도 5 에 도시된다. 본 발명에 따라 작동효율 및 저비용 잇점을 유지하면서 다중의 압축기들, 응축기, 다중의 다기능밸브들이 제어유니트(66)내부에 포함된다. 포화증기라인(68,70)은 포화증기를 제어유니트(66)로부터 각각의 증발기(72,74)로 공급한다. 증발기(72)가 제 1 냉장케이스(76)내부에 위치하고 증발기(74)가 제 2 냉장케이스(78)내부에 위치한다. 제 1 및 제 2 냉장케이스(76,78)들이 서로 근접하게 위치하거나 선택적으로 서로 상대적으로 먼 거리를 두고 위치할 수 있다. 정확한 위치설정은 특정 적용예에 의존한다. 예를 들어, 소매 식품판매점 내에서, 냉장케이스들을 전형적으로 통로를 따라 서로 근접하게 위치한다. 본 발명의 증기압축시스템은 다양한 작동환경에 적응될 수 있다. 부분적으로 각각의 냉장케이스내부에 위치한 부품들의 개수가 최소이기 때문에, 상기 잇점이 구해진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 다수의 시스템부품들을 증발기와 근접하게 배열하는 요건을 회피하여, 점유공간이 최소인 위치에서 증기압축시스템이 이용될 수 있다. 종종 바닥공간이 제한된 소매점활동에 상기 특징이 특히 유리하다.A
작동시, 방출라인(84)에 연결된 출력 매니폴드(82)내부 다중의 압축기(80)들에 의해 열전달유체가 공급된다. 제 1 다기능 밸브(90)에 연결공급되는 제 1 브랜치 라인(88) 및 제 2 다기능 밸브(94)에 연결공급되는 제 2 브랜치라인(92)이 방출라인(84)에 포함되고, 상기 방출라인은 응축기(86)로부터 제 1 및 제 2 다기능 밸브(90,94)에 공급한다. 포화증기라인(68)이 제 1 다기능 밸브(90)를 연결시킨다. 두 갈래로 갈라진 흡입라인(98)에 의해 증발기(72,74)들이 다중의 압축기(80)들과 연결공급되는 수집매니폴드(100)에 연결된다 온도센서(102)가 상기 흡입라인(98)의 제 1 세그먼트(104)위에 위치하고 신호들을 제 1 다기능 밸브(90)에 전달한다. 온도센서(106)가 흡입라인(98)의 제 2 세그먼트(108)상에 위치하고 신호들을 제 2 다기능 밸브(94)에 전달한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 포화증기로서 열전달유체가 증발기(72,74)로 유입되도록, 열원(25)과 같은 열원이 포화증기라인(68,70)들에 부착될 수 있다.In operation, heat transfer fluid is supplied by
증기압축시스템(64)의 다수의 수정예들 및 변형예들이, 서로 다른 냉장적용예들을 설명하기 위해, 구성될 수 있는 것을 당업자들이 이해한다. 예를 들어, 도 5 에 도시된 일반적인 방법에 따라 두 개 이상의 증발기들이 상기 시스템에 추가될 수 있다. 또한 냉각능력을 추가로 증가시키기 위하여, 더 많은 응축기들 및 더 많은 압축기들이 증기압축시스템내부에 포함될 수 있다.It is understood by those skilled in the art that many modifications and variations of the
본 발명의 또다른 실시예에 따라 배열된 다기능 밸브(110)가 도 6 에 도시되다. 종래기술의 다기능 밸브실시예와 유사하게, 액체상태로 응축기를 유출하는 열전달유체가 제 1 입구(122)로 유입되고 팽창챔버(152)내부에서 팽창한다. 밸브조립체(154)에 의해 열전달유체의 유동이 측정된다. 본 발명의 실시예에 있어서, 공통의 취부영역(116)내부로 연장구성되는 아마츄어(armature)(114)가 솔레노이드밸브(112)에 구성된다. 냉장모드에서, 아마츄어(114)가 취부영역(116)의 바닥까지 연장구성되고, 차가운 냉매가 통로(118)를 통해 공통챔버(140) 다음에 출구(120)까지 유동한다. 제상모드에서, 고온 증기가 제 2 입구(126)로 유입하고 공통의 취부영역(116)을 통해 공통챔버(140) 다음에 출구(120)로 이동한다. 단일의 게이팅밸브를 통해 고온 증기 및 냉각증기의 유동을 상기 게이팅밸브가 제어할 수 있도록 설계되기 때문에, 감소된 개수의 부품들이 다기능 밸브(110)에 포함된다.A
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 포화증기라인내부로 액화된 열전달유체가 유동하는 것을 개폐하도록 제 1 통로 내부에서 체크밸브에 의하여, 다기능밸브를 통해 액체라인으로부터 액화된 열전달유체의 유동이 제어될 수 있다. 압축기의 입구와 근접하기 흡입라인내에 위치한 압력밸브에 의해 증기압축시스템들을 통해 열전달유체의 유동이 제어된다. 따라서, 증기압축시스템내부에서 서로 다른 위치의 분리된 부품들에 의하여, 본 발명을 따르는 다기능 밸브의 여러 가지 기능들이 수행될 수 있다. 상기 모든 변형예들 및 수정예들이 본 발명에서 고려된다.In another embodiment of the present invention, the flow of liquefied heat transfer fluid from the liquid line through the multifunction valve is controlled by a check valve inside the first passage to open and close the flow of liquefied heat transfer fluid into the saturated steam line. Can be. The flow of heat transfer fluid is controlled through the vapor compression systems by means of a pressure valve located in the suction line close to the inlet of the compressor. Thus, by means of separate parts at different positions within the vapor compression system, various functions of the multifunctional valve according to the invention can be performed. All such variations and modifications are contemplated in the present invention.
증기압축시스템 및 상기 방법이 다양한 구성으로 실시될 수 있는 것을 당업자들이 이해한다. 예를 들어, 압축기, 응축기, 다기능 밸브 및 증발기 모두가 단일 유니트내에 수용되고 워크인(walk-in) 냉각기내에 배열될 수 있다. 상기 적용예에서, 워크인 냉각기의 벽들 통해 돌출구조를 이루고, 열전달유체를 응축하기 위해 냉각기외부의 주위공기가 이용된다.It is understood by those skilled in the art that the vapor compression system and method can be implemented in a variety of configurations. For example, the compressor, condenser, multifunction valve and evaporator can all be housed in a single unit and arranged in a walk-in cooler. In this application, an ambient structure outside the cooler is used to make a protruding structure through the walls of the walk-in cooler and to condense the heat transfer fluid.
또 다른 적용예에서, 본 발명의 증기압축시스템 및 방법이 가정 또는 사업용 공기조화를 위해 구성될 수 있다. 상기 적용예에서, 증발기의 얼음형성은 일반적으로 문제가 아니므로, 제상 싸이클은 불필요하다.In another application, the vapor compression system and method of the present invention can be configured for home or business air conditioning. In this application, ice formation of the evaporator is generally not a problem, so defrost cycles are unnecessary.
또 다른 적용예에서, 본 발명을 따르는 증기압축시스템이 물을 차갑게 하기 위해 이용될 수 있다. 상기 적용예에서 냉각되는 물속으로 증발기가 잠겨진다. 선택적으로, 증발기코일들과 메쉬(mesh)구조를 이루는 튜브(tube)들을 통해 물이 가압될 수 있다.In another application, a vapor compression system according to the invention can be used to cool the water. In this application the evaporator is submerged into the cooled water. Optionally, water may be pressurized through tubes forming a mesh structure with the evaporator coils.
또 다른 적용예에서, 본 발명을 따르는 증기압축시스템 및 방법이 극도로 낮은 냉장온도를 형성하기 위해 또다른 시스템과 함께 케스케이드(cascade)구조로 구성될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 열전달유체들을 이용하는 두 개의 시스템들은 서로 결합되어, 제 1 시스템의 증발기가 저온 주위환경을 제공한다. 제 2 시스템의 응축기가 저온주위환경내부에 배열되고, 제 2 시스템내에서 열전달유체를 응축하기 위해 이용된다.In another application, the vapor compression system and method according to the present invention may be constructed in a cascade with another system to create an extremely low refrigeration temperature. For example, two systems using different heat transfer fluids may be coupled together such that the evaporator of the first system provides a low temperature ambient. The condenser of the second system is arranged inside the cold ambient environment and is used to condense the heat transfer fluid in the second system.
다기능 밸브 또는 장치(225)의 또다른 실시예가 도 11 내지 도 14에 도시된다. 도 2 내지 도 4 및 도 6에 설명한 다기능 밸브(18)와 상기 실시예는 기능적으로 유사하다. 도면을 참고할 때, 나사구조를 가진 한쌍의 보쓰(227,228)를 가진 단일 구조체로서 구성되는 것이 바람직한 주몸체 또는 하우징(226)이 상기 실시예에 포함되고, 도 13에서 상기 보쓰들은 한쌍의 게이팅밸브(229) 및 칼라조립체들을 수용한다.Another embodiment of the multifunction valve or
상기 조립체는 나사구조의 칼라(230), 가스켓(231) 및 중앙구멍(233)을 가진 부재(232) 및 니들밸브요소(236)를 수용한 솔레노이드 작동식 게이팅밸브를 포함하고, 상기 구멍은 왕복운동할 수 있는 밸브핀(234)를 수용하며, 상기 밸브핀은 스프링(235)을 포함하고, 탄성 씰(239)을 가진 밸브씨트부재(238)의 구멍(237)에 상기 니들밸브요소(236)가 수용되며, 하우징(226)의 공동(240)내부에 밀봉상태로 수용되도록 탄성씰의 크기가 정해진다. 밸브씨트부재(238)의 요홈(242)내에 밸브씨트부재(241)가 억지끼워맞춤상태로 수용된다. 냉매유동을 제어하도록 니들밸브요소(236)와 함께 작동하는 구멍(243)이 밸브씨트부재(241)에 포함된다.The assembly includes a solenoid actuated gating valve containing a threaded
(이전에 설명한 실시예에서 제 1 입구(24)에 해당하는) 제 1 입구(244)가 팽창밸브(42)로부터 액체공급냉매를 수용하고, (이전에 설명한 실시예에서 제 2 입구(26)에 해당하는) 제 2 입구(245)가 제상싸이클동안 압축기(12)로부터 고온가스를 수용한다. 바람직한 실시예에서, 도 16을 참고할 때, 제 1 입구(244), 출구(248), 공통챔버(246) 및 팽창밸브(42)가 다기능 밸브(225)에 구성된다. 바람직한 실시예에서, 팽창밸브(42)는 제 1 입구(246)와 연결된다. (이전에 설명한 실시예에서 공통챔버(40)에 해당하는) 공통챔버(246)가 하우징(226)에 포함된다. 입구(244)를 통해 반원형 공동(247)내부로 통과하는 냉매가 응축기(14)로부터 팽창밸브(42)로 수용되며, 게이팅밸브(229)가 개방될 때, 상기 냉매는 공통챔버(246)내부로 이동하고 (이전에 설명한 실시예에서 출구(41)에 해당하는) 출구를 통해 다기능 밸브(225)로부터 유출한다.The first inlet 244 (corresponding to the
도 11을 참고할 때, (이전에 설명한 실시예에서 제 1 통로(38)에 해당하는) 제 1 통로(249)가 하우징(226)에 포함되며, 제 1 통로는 공통챔버(246)에 의해 제 1 입구(244)와 작용한다. 동일하게 (이전에 설명한 실시예에서 제 2 통로(48)에 해당하는) 제 2 통로(250)가 공통챔버(246)에 의해 제 2 입구(245)와 작용한다.Referring to FIG. 11, a first passageway 249 (corresponding to the
냉장싸이클 및 제상싸이클동안 동일한 방법으로 구성부품들이 작동하기 때문에, 다기능 밸브(225) 또는 장치의 작동과 관련하여, 상기 설명을 참고한다. 바람직한 실시예에서, 열전달유체가 응축기(14)를 유출하고 액체상태로 팽창밸브(42)를 통과한다. 열전달유체가 팽창밸브(42)를 통과함에 따라, 열전달유체는 액체로부터 액체증기혼합물로 변화한다. 열전달유체가 제 1 입구(244)를 액체증기혼합물로서 유입하고, 공통챔버(246)내부에서 팽창한다. 바람직한 실시예에서, 열전달유체의 유동으로부터 멀어지는 방향으로 열전달유체가 팽창한다. 열전달유체가 공통챔버(246)내부로 팽창함에 따라, 열전달유체내에서 액체가 증기로부터 분리된다. 다음에 열전달유체가 공통챔버(246)로부터 유출한다. 액체 및 증기로서 열전달유체가 공통챔버(246)를 유출하는 것이 바람직하고, 액체의 실제량은 증기의 실제량과 별도로 분리된다. 다음에 열전달유체가 출구(248)를 통과하는 포화증기라인(28)를 통해 증발기(16)로 이동한다. 하기 설명을 참고할 때, 바람직한 실시예에 있어서, 다음에 열전달유체는 출구(248)를 통과하고 제 1 증발라인(328)에서 증발기(16)로 유입한다. 열전달유체는 액체 및 증기로서 출구(248)로부터 증발기(16)의 입구로 이동하고, 액체의 실제량은 증기의 실제량과 별도로 분리되는 것이 바람직하다.With regard to the operation of the
바람직한 실시예에서 열전달유체 또는 고온증기가 공통챔버(246)내부로 유동하는 것을 제어하기 위해 한쌍의 게이팅밸브(229)가 이용될 수 있다. 냉장모드에서, 냉매가 제 1 입구(244)를 통해 공통챔버(246)내부로 유동하고 다음에 출구(248)로 유동할 수 있도록 일측의 게이팅밸브(229)가 개방된다. 제상모드에서, 고온증기가 제 2 입구(245)를 통해 공통챔버(246)내부로 유동하고 출구(248)로 유동할 수 있도록, 타측의 게이팅밸브(229)가 개방된다. 상기 실시예들에서 다기능 밸브(225)가 다중의 게이팅밸브(229)로서 설명되는 반면에, 다기능 밸브(225)는 단지 한 개의 다기능 밸브로 구성될 수 있다. 추가로, 고온증기가 제상모드동안 유동할 수 있도록 다기능 밸브(225)가 제 2 입구(245)를 가진 것으로서 설명되며, 다기능 밸브(225)는 단지 제 1 입구(244)를 가지도록 설계된다.In a preferred embodiment a pair of gating
바람직한 실시예에 있어서, 도 15를 참고할 때, 다기능 밸브는 블리드라인(bleed line)을 가진다. 블리드라인(251)이 공통챔버와 연결되고, 공통챔버(246)내부의 열전달유체가 상기 블리드라인에 의해 바람직한 실시예에 있어서, 열전달유체로 유입하는 액체증기혼합물로부터 분리된 액체가, 블리드라인(251)에 의해, 포화증기라인(28) 또는 제 1 증발라인(328)까지 이동할 수 있다. 블리드라인(251)은 공통챔버(246)의 바닥면(252)에 연결되고, 지면과 가장 가까이 위치한 공통챔버(246)의 표면이 바닥면(252)에 의해 형성되는 것이 바람직하다.In a preferred embodiment, referring to FIG. 15, the multifunction valve has a bleed line. The
바람직한 실시예에 있어서, 다기능 밸브(225)의 치수가 표A에서 결정되고 다기능 밸브는 도 11 내지 도 14에 도시된다. 공통챔버(246)의 길이가 출구(248)로부터 후방벽(253)까지의 거리로 정의된다. 도 11을 참고할 때, 공통챔버(246)의 길이(G)가 도시된다. 도11을 참고할 때, 공통챔버(246)는 제2부분과 근접한 제1부분을 가지며, 제 1 부분은 출구(248)에서 시작되고 제2부분은 후방벽(253)에서 종료한다. 제 1 입구(244) 및 출구(248)는 제1부분과 연결된다. 열전달유체는 제 1 입구(244)를 통해 공통챔버(246)의 제1부분 내부로 유입된다.In a preferred embodiment, the dimensions of the
바람직한 실시예에 있어서, 제 1 부분의 길이는 공통챔버(246)의 길이의 단지 약 75%에 해당한다. 제1 부분의 길이는 공통챔버(246)의 길이의 단지 약 35%에 해당하는 것이 더욱 바람직하다.In a preferred embodiment, the length of the first portion corresponds to only about 75% of the length of the
표 ATable A
다기능 밸브의 크기Size of the multifunction valve
크기 인치 밀리미터Size inch millimeters
구체적으로 언급되지 않은 구체적으로 언급되지 않은Not specifically mentioned not specifically mentioned
모든 치수는 +/-0.015 모든 치수는 +/-0.015All dimensions are +/- 0.015 All dimensions are +/- 0.015
되어야 한다. 되어야 한다.Should be. Should be.
A 2.500 63.5A 2.500 63.5
B 2.125 53.975B 2.125 53.975
C 1.718 43.637C 1.718 43.637
D1(직경) 0.812 20.625D1 (diameter) 0.812 20.625
D2(직경) 0.609 15.469D2 (diameter) 0.609 15.469
D3(직경) 1.688 42.875D3 (diameter) 1.688 42.875
D4(직경) 1.312(+/-0.002) 33.325(+/-0.051)D4 (Diameter) 1.312 (+/- 0.002) 33.325 (+/- 0.051)
D5(직경) 0.531 13.487D5 (diameter) 0.531 13.487
E 0.406 10.312E 0.406 10.312
F 1.062 26.975F 1.062 26.975
G 4.500 114.3G 4.500 114.3
H 5.000 127 H 5.000 127
I 0.781 19.837I 0.781 19.837
J 2.500 63.5J 2.500 63.5
K 1.250 31.75K 1.250 31.75
L 0.466 11.836L 0.466 11.836
M 0.812(+/-0.005) 20.6248(+/-0.127)M 0.812 (+/- 0.005) 20.6248 (+/- 0.127)
R1(반경) 0.125 3.175R1 (radius) 0.125 3.175
바람직한 실시예에 있어서, 도 16을 참고할 때, 열전달유체가 팽창밸브(42)를 통과하고 다음에 증발기(16)의 입구로 유입된다. 상기 실시예에 있어서, 제 1 증발라인(328), 증발기코일(21), 제 2 증발라인(330)이 증발기(16)에 구성된다. 도 16을 참고할 때, 출구(248) 및 증발기코일(21)사이에 제 1 증발라인(328)이 위치한다. 증발기코일(21) 및 온도센서(32)사이에 제 2 증발라인(330)이 위치한다. 증발기코일은 열을 흡수하는 종래기술의 모든 코일 또는 장치이다. 다기능 밸브(18)는 증발기(16)와 연결되고 근접하게 연결된다. 바람직한 실시예에 있어서, 도 16을 참고할 때, 제 1 입구(244), 출구(248)와 같은 다기능 밸브(18)의 일부분 및 공통챔버(246)와 증발기(16)에 구성된다. 팽창밸브(42)는 증발기(16)와 근접하게 위치한다. 열전달유체는 팽창밸브(42)를 유출하고 다음에, 입구(244)에서 증발기(16)로 직접 유입된다. 열전달유체가 팽창밸브(42)를 유출하고 입구(244)에서 증발기(16)로 유입될 때, 열전달유체의 온도가 증발온도이고 즉 열전달유체는 팽창밸브(42)를 통과하는 순간에 열을 흡수하기 시작한다.In a preferred embodiment, referring to FIG. 16, heat transfer fluid passes through
공통챔버(246), 출구(248) 및 입구(244)를 통과할 때, 열전달유체는 제 1 증발라인(328)으로 유입한다. 제 1 증발라인(328)은 단열되는 것이 바람직하다. 다음에 열전달유체는 제 1 증발라인(328)을 유출하고 증발코일(21)로 유입된다. 증발코일(21)를 유출할 때, 열전달유체가 제 2 증발라인(330)으로 유입한다. 열전달유체는 온도센서(32)에서 제 2 증발라인(330) 및 증발기(16)에 존재한다.When passing through the
포화증기라인(28), 다기능 밸브(18) 및 증발기코일(21)과 같은 증발기(16)내부의 모든 요소가 열을 흡수하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 열전달유체가 팽창밸브가 통과함에 따라, 증발기코일(21)내부에서 열전달유체의 온도인 20℉내에 열전달유체의 온도가 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 포화증기라인(28), 다기능 밸브(18) 및 증발기코일(21)과 같은 증발기(16)내부의 모든 요소의 열전달유체온도는 증발기(16)내부의 다른 요소들이 열전달유체온도인 20℉내에 있다.It is preferred that all elements within the
당업자에게 공지된 것과 같이, 증발기(16), 액체라인(22) 및 흡입라인(30)과 같은 증기압축시스템(10)의 상기 모든 요소가 다양한 부하요건을 충족시키는 크기 및 스케일을 가질 수 있다.As is known to those skilled in the art, all of the above elements of the
바람직한 실시예에 있어서, 증기압축시스템(10)내부의 열전달유체의 냉매충진량은 종래기술의 냉매충진량보다 크거나 같다.In a preferred embodiment, the refrigerant charge amount of the heat transfer fluid inside the
추가의 시도없이, 상기 설명에 의해 당업자는 본 발명을 최대한 이용할 수 있다. 하기 실시예는 본 발명을 단지 설명하는 것이고 어떤 경우에도 본 발명의 사상을 제한하지 않는다.Without further attempt, the foregoing description will enable those skilled in the art to make the best use of the present invention. The following examples merely illustrate the invention and in no case limit the spirit of the invention.
냉장회로내부의 다기능 밸브가 5-ft(1.52m)의 Tyler Chest Freezer에 장착되고, 표준 팽창밸브가 바이패스(bypass)라인에 연결되어, 냉장회로는 종래기술의 증기압축시스템 및 본 발명의 XDX 증기압축시스템으로서 작동될 수 있다. 약 0.375인치 (0.953㎝)의 튜브외경 및 약 10ft(3.048m)의 유효튜브길이를 가진 포화증기라인이 상기 냉장회로에 장착된다. 약 1/3의 냉동톤(338㎏)의 능력을 가진 Copeland사의 밀봉압축기에 의해 냉장회로의 동력이 공급된다. 압축기로부터 약 18인치 떨어진 흡입라인에 감지기능의 밸브(bulb)가 부착된다. DuPont사로부터 구입할 수 있는 R-12냉매를 약 28 oz(792g)만큼 회로에 충진된다. (도1을 참고할 때) 정방향 유동식 제상기능을 위해 압축기 배출라인으로부터 포화증기라인까지 연장구성되는 바이패스라인이 냉장회로에 장착된다. 바닥으로부터 약 4인치(10㎝)만큼 떨어져 있고 냉장케이스의 중심에 위치한 CPS 온도센서에 의해 "CPS Date Logger"를 이용하여 모든 냉각 주위공기 온도측정값이 구해진다.The multifunction valve inside the refrigerating circuit is mounted on a 5-ft (1.52 m) Tyler Chest Freezer, and a standard expansion valve is connected to the bypass line so that the refrigerating circuit is a prior art steam compression system and the XDX of the present invention. It can be operated as a vapor compression system. A saturated steam line with a tube outer diameter of about 0.375 inches (0.953 cm) and an effective tube length of about 10 ft (3.048 m) is mounted to the refrigeration circuit. The refrigeration circuit is powered by Copeland's hermetic compressor, which has a capacity of about one-third freeze tone (338 kg). A sensing valve is attached to the suction line about 18 inches from the compressor. The R-12 refrigerant, available from DuPont, is filled into the circuit by approximately 28 oz (792 g). A bypass line, which extends from the compressor discharge line to the saturated steam line, is mounted in the refrigeration circuit for the forward flow defrost function. All cooling ambient air temperature readings are obtained using the "CPS Date Logger" by a CPS temperature sensor located approximately 4 inches (10 cm) from the floor and located in the center of the refrigeration case.
XDX 시스템 - 중간온도 작동.XDX System-Medium Temperature Operation.
증발기의 공칭작동온도는 20℉(-6.7℃)이고, 응축기의 공칭작동온도는 120℉(48.9℃)이다. 증발기의 냉동부하는 약 3000 Btu/hr(21 g cal/s)이다. 다기능 밸브는 약 20℉(-6.7℃)에서 포화증기라인내부로 유동하는 냉매를 측정한다. 흡입라인 내부에서 유동하는 증기를 과열시키는 약 25℉(13.9℃)로 유지하도록 감지기능의 밸브가 설정된다. 약 120℉(48.9℃)의 응축온도 및 172 lbs/in2(118,560 N/㎡)의 압력에서 압축기는 가압냉매를 배출라인내부로 배출시킨다.The nominal operating temperature of the evaporator is 20 ° F (-6.7 ° C) and the nominal operating temperature of the condenser is 120 ° F (48.9 ° C). The freezer load of the evaporator is about 3000 Btu / hr (21 g cal / s). The multifunction valve measures refrigerant flowing into the saturated steam line at about 20 ° F. (-6.7 ° C.). A sensing valve is set to maintain approximately 25 ° F. (13.9 ° C.) to superheat the steam flowing inside the suction line. At a condensation temperature of about 120 ° F. (48.9 ° C.) and a pressure of 172 lbs / in 2 (118,560 N / m 2), the compressor discharges pressurized refrigerant into the discharge line.
XDX 시스템 - 저온 작동XDX System-Low Temperature Operation
증발기의 공칭작동온도는 -5℉(-20.5℃)이고, 응축기의 공칭작동온도는 115℉(46.1℃)이다. 증발기의 냉동부하는 약 3000 Btu/hr(21 g cal/s)이다. 다기능 밸브에 의해 약 -5℉(-20.5℃)에서 포화증기라인 내부로 유동하는 냉매가 약 2975 ft/min(907 ㎞/min)인 것을 측정한다. 감지기능의 밸브(bulb)에 의해 흡입라인 내부에서 유동하는 증기를 과열시키는 약 20℉(11.1℃)가 유지된다. 약 115℉(46.1℃)의 응축온도 및 약 161 lbs/in2(110.977 N/㎡)의 압력에서 배출라인내부로 가압냉매가 압축기에 의해 약 2299 ft/min(701 m/min)로 배출된다. 증발기코일로부터 열을 제거하고 코일로부터 배수될 수 있도록 제상작업후에 Tyler Chest Freezer 가 4분 동안 지체된 사실을 제외하면, 중간온도작동시와 동일하게 저온작동시에 XDX 시스템이 작동된다.The nominal operating temperature of the evaporator is -5 ° F (-20.5 ° C) and the nominal operating temperature of the condenser is 115 ° F (46.1 ° C). The freezer load of the evaporator is about 3000 Btu / hr (21 g cal / s). The multifunction valve measures that the refrigerant flowing into the saturated steam line at about −5 ° F. (−20.5 ° C.) is about 2975 ft / min (907 km / min). A sensing valve maintains about 20 ° F. (11.1 ° C.), which overheats the steam flowing inside the suction line. At a condensation temperature of about 115 ° F. (46.1 ° C.) and a pressure of about 161 lbs / in 2 (110.977 N / m 2), pressurized refrigerant is discharged by the compressor to about 2299 ft / min (701 m / min) inside the discharge line. . The XDX system is operated at low temperature operation, as in medium temperature operation, except that the Tyler Chest Freezer has been delayed for four minutes after defrosting to remove heat from the evaporator coil and drain it from the coil.
중간온도작동에서 약 24시간 및 저온작동주기동안 XDX 증기압축시스템이 작동된다. 23시간의 시험주기동안 약 매분마다 Tyler Chest Freezer 내부의 주위공기온도가 측정된다. 시험주기 동안 공기온도가 계속해서 측정되고, 냉장모드 및 제상모드에서 증기압축시스템이 작동된다. 제상 싸이클동안, 감지기능의 벌브온도가 약 50℉(10℃)에 도달할 때까지, 냉장싸이클이 제상모드에서 작동된다. 온도측정결과가 표1에 도시된다.The XDX steam compression system is operated for about 24 hours at medium temperature operation and during the low temperature operation cycle. The ambient air temperature inside the Tyler Chest Freezer is measured approximately every minute during the 23 hour test cycle. The air temperature is continuously measured during the test cycle and the steam compression system is operated in refrigeration and defrost mode. During the defrost cycle, the refrigeration cycle is operated in defrost mode until the bulb temperature of the sensing function reaches about 50 ° F. (10 ° C.). The temperature measurement results are shown in Table 1.
종래기술의 시스템 - 전기식 제상에 의한 중간온도 작동Prior art system-medium temperature operation by electric defrost
압축기배출라인 및 제상작업을 위한 흡입라인사이에 연장구성되는 바이패스라인이 상기 Tyler Chest Freezer 에 장착된다. 라인내에서 고온 냉매의 유동을 개폐하기 위한 솔레노이드밸브가 바이패스라인에 장착된다. 상기 시험동안 솔레노이드 대신에 전기적인 가열요소에 에너지가 공급된다. 표준의 팽창밸브가 증발기입구와 바로 근접하게 설치되고, 증발기유출과 바로 근접한 흡입라인에 온도 감지 벌브가 부착된다. 흡입라인내부를 유용하는 증기를 과열시키는 약 6℉(3.33℃)로 유지되도록 감지기능의 밸브가 설정된다. 작동전에, R-12 냉매가 약 48 oz(1.36㎏)만큼 시스템에 충진된다.A bypass line extending between the compressor discharge line and the suction line for the defrosting operation is mounted to the Tyler Chest Freezer. A solenoid valve for opening and closing the flow of the high temperature refrigerant in the line is mounted to the bypass line. During the test the electrical heating element is energized instead of the solenoid. A standard expansion valve is installed close to the evaporator inlet and a temperature sensing bulb is attached to the suction line directly near the evaporator outlet. Sensing valves are set to maintain about 6 ° F. (3.33 ° C.), which overheats useful steam inside the suction line. Prior to operation, the system is charged with approximately 48 oz (1.36 kg) of R-12 refrigerant.
중간온도작동에서 약 24시간의 주기동안 종래기술의 증기압축시스템이 작동된다. Tyler Chest Freezer 내부의 주위공기온도는 24시간 시험주기동안 대략 매 분마다 측정된다. 역방향유동 제상모드 및 냉장모드에서 증기압축시스템이 작동되는 동안, 공기온도는 시험주기동안 계속해서 측정된다. 제상싸이클 동안, 감지기능의 밸브의 온도가 약 50℉(10℃)에 도달할 때까지, 제상모드에서 냉장회로가 작동된다. 온도측정결과가 하기 표 Ⅰ에 도시된다.The steam compression system of the prior art is operated for a period of about 24 hours in medium temperature operation. The ambient air temperature inside the Tyler Chest Freezer is measured approximately every minute during the 24-hour test cycle. While the steam compression system is operating in the reverse flow defrost mode and refrigeration mode, the air temperature is continuously measured during the test cycle. During the defrost cycle, the refrigeration circuit is operated in the defrost mode until the temperature of the sensing valve reaches about 50 ° F. (10 ° C.). The temperature measurement results are shown in Table I below.
종래기술의 시스템 - 공기 제상기능에 의한 중간온도 작동.Prior art system-medium temperature operation by air defrost function.
적합한 액체공급이 팽창밸브에 이루어지도록, 상기 Tyler Chest Freezer에 수용장치가 제공되고, 추가의 냉매저장을 위하여 액체라인건조장치가 설치된다. 상기 역방향유동 제상시스템에서와 같이, 팽창밸브 및 감지기능의 밸브가 동일위치에 배열된다. 흡입라인 내부를 유동하는 증기를 과열시키는 약 8℉(4.4℃)를 유지시키도록 감지기능의 밸브가 설정된다. 작동전에 R-12 냉매가 약 34 oz(0.966㎏)만큼 시스템에 충진된다.The Tyler Chest Freezer is provided with a receiving device so that a suitable liquid supply is made to the expansion valve, and a liquid line drying device is installed for further refrigerant storage. As in the reverse flow defrost system, the expansion valve and the sensing valve are arranged in the same position. Sensing valves are set to maintain about 8 ° F. (4.4 ° C.), which overheats the steam flowing in the suction line. Prior to operation, the system is filled with about 34 oz (0.966 kg) of R-12 refrigerant.
중간작동온에서 약 24와 1/2시간의 주기동안 종래기술의 증기압축시스템이 작동된다. Tyler Chest Freezer 내부의 주위공기온도는 24와 1/2 시간 시험주기동안 대략 매분마다 측정된다. 제상모드 및 냉장모드에서 증기압축시스템이 작동되는 동안, 공기온도는 시험주기동안 계속해서 측정된다. 종래기술에 따르면, 각각 약 36 내지 40분동안 지속되는 4개의 제상 싸이클들이 프로그램같다. 온도측정결과가 하기 표Ⅰ에 도시된다.The steam compression system of the prior art is operated for a period of about 24 and 1/2 hours at intermediate operating temperatures. The ambient air temperature inside the Tyler Chest Freezer is measured approximately every minute during the 24 and 1/2 hour test cycles. While the steam compression system is operating in defrost and refrigeration mode, the air temperature is continuously measured during the test cycle. According to the prior art, four defrost cycles each lasting about 36 to 40 minutes are programmatic. The temperature measurement results are shown in Table I below.
표 ⅠTable I
냉장온도 (℉/℃)Refrigeration temperature (℉ / ℃)
XDX1) XDX1) 종래기술의2) 종래기술의2) XDX 1) XDX 1) Prior Art 2) Prior Art 2)
중간온도 저온 전기제상 전기제상Medium Temperature Low Temperature Electric Defrost Electric Defrost
평균 38.7/3.7 4.7/-15.2 39.7/4.3 39.6/4.2Average 38.7 / 3.7 4.7 / -15.2 39.7 / 4.3 39.6 / 4.2
표준편차 0.8 0.8 4.1 4.5Standard Deviation 0.8 0.8 4.1 4.5
분산 0.7 0.6 16.9 20.4Dispersion 0.7 0.6 16.9 20.4
범위 7.1 7.1 22.9 26.0Range 7.1 7.1 22.9 26.0
1) 23시간 시험주기동안 한 개의 제상싸이클1) One defrost cycle during the 23 hour test cycle
2) 24시간 시험주기동안 세 개의 제상싸이클2) Three defrost cycles during the 24 hour test cycle
상기 설명을 참고할 때, 본 발명에 따라 배열되는 XDX증기압축시스템에 의해 종래기술의 시스템보다 온도변화가 적은 Chest Freezer 내부의 온도가 소요값으로 유지된다. 시험주기동안 구해진 온도범위 및 편차가 종래기술의 시스템보다 작다. 그 결과 XDX 시스템은 중간오도 및 저온으로 유지된다.Referring to the above description, the temperature inside the Chest Freezer with less temperature change than the system of the prior art is maintained at the required value by the XDX steam compression system arranged according to the present invention. Temperature ranges and deviations obtained during the test cycle are smaller than those of prior art systems. As a result, the XDX system is kept at medium temperatures and low temperatures.
제상싸이클동안, 냉각기 내부의 최대온도를 결정하기 위해 Chest 냉각기의 온도상승이 감시된다. 냉각기내부에 저장된 식품의 부패를 방지하기 위하여, 상기 온도는 작동하는 냉장온도와 가능한 근사해야 한다. XDX 시스템 및 종래기술의 시스템에 대한 최대 제상온도가 하기 표 Ⅱ에 도시된다.During the defrost cycle, the temperature rise of the Chest chiller is monitored to determine the maximum temperature inside the chiller. In order to prevent spoilage of the food stored inside the chiller, the temperature should be as close as possible to the operating refrigeration temperature. The maximum defrosting temperatures for the XDX system and prior art systems are shown in Table II below.
표 ⅡTable II
최대 제상 온도 (℉/℃)Maximum Defrost Temperature (℉ / ℃)
XDX 종래기술의 종래기술의XDX of the prior art
중간온도 전기제상 전기제상Medium temperature electric defrost electric defrost
44.4/6.9 55.0/12.8 58.4/14.744.4 / 6.9 55.0 / 12.8 58.4 / 14.7
예 ⅡExample Ⅱ
Tyler Chest 냉각기가 상기 설명에 따라 구성되고, 추가로 전기제상회로들에 장착된다. 저온작동시험은 상기 설명과 같이 수행되고, 냉장작동온도로 냉장유니트를 귀환시키기 위한 시간이 측정된다. 다음에 증발기의 서리를 제거하기 위해 전기제상회로를 이용하여 별도의 시험이 수행된다. 제상작업을 완성시키고 5℉(-15℃)작동설정점으로 귀환하기 위해 XDX시스템 및 전기 제상시스템에 필요한 시간이 표 Ⅲ에 도시된다.Tyler Chest coolers are constructed in accordance with the above description and are further mounted to the electric defrost circuits. The low temperature operation test is performed as described above, and the time for returning the refrigeration unit to the refrigerating operation temperature is measured. A separate test is then carried out using an electric defrost circuit to defrost the evaporator. The time required for the XDX system and the electric defrost system to complete the defrost operation and return to the 5 ° F (-15 ° C) operating set point is shown in Table III.
표 ⅢTable III
5℉(-15℃)의 냉장온도로 귀환하기 위한 시간Time to return to 5 ° F (-15 ° C) refrigeration temperature
XDX 전기제상기능을 가진 종래기술의 시스템Prior art system with XDX electric defrost function
제상 Defrost
지속시간(min) 10 36Duration (min) 10 36
회복시간(min) 24 144Recovery time (min) 24 144
상기 설명을 참고할 때, 다기능 밸브를 통해 정방향유동식 제상에 의해 XDX 시스템은 증발기의 서리를 완전히 제거하고 냉작온도로 귀환하는 시간이 감소된다.Referring to the above description, the forward flow defrost through the multifunction valve reduces the time for the XDX system to completely defrost the evaporator and return to the cold operation temperature.
따라서, 본 발명에 따르면, 상기 장점들을 충분히 제공하는 증기압축시스템이 제공된다. 본 발명의 구체적인 실시예들을 참고하여 본 발명이 설명 및 도시될지라도, 본 발명은 상기 실시예들에 국한되지 않는다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고도 변형예들 및 수정예들이 구성될 수 있음을 당업자들이 이해한다. 예를 들어, 암모니아와 같은 비-할로겐 냉매가 이용될 수 있고 유사재료가 이용될 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 본 발명의 청구범위 및 등가한 것에 해당하는 모든 변형예들이 포함된다.Thus, according to the present invention, there is provided a vapor compression system that fully provides the above advantages. Although the present invention has been described and illustrated with reference to specific embodiments thereof, the present invention is not limited to the above embodiments. It is understood by those skilled in the art that modifications and variations can be made without departing from the spirit of the invention. For example, non-halogen refrigerants such as ammonia can be used and similar materials can be used. Therefore, according to the present invention all modifications corresponding to the claims and equivalents of the present invention are included.
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