KR101098608B1

KR101098608B1 - 용량 가변형 냉동 사이클 시스템

Info

Publication number: KR101098608B1
Application number: KR1020040117452A
Authority: KR
Inventors: 하삼철; 이근형; 박준홍
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2011-12-23
Also published as: KR20060078878A

Abstract

본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템은 연결관으로 연결되는 응축기, 팽창 수단 그리고 증발기와, 가스를 압축시키는 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부가 구비된 제1 이단 압축기 및 제2 이단 압축기와, 상기 증발기와 제1 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제1 배관 유닛과, 상기 증발기와 제2 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제2 배관 유닛과, 상기 제1 배관 유닛에 흐르는 냉매 흐름을 제어하는 제1 제어 수단과, 상기 제2 배관 유닛에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 제어 수단을 포함하여 구성된다. 이로 인하여, 다양한 출력 용량이 가능하게 됨으로써 에어컨에 장착될 경우 외부의 온도 변화(부하)에 따라 다양한 냉력을 출력시켜 소모 전력을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

용량 가변형 냉동 사이클 시스템{CAPACITY VARYING TYPE REFRIGERATING CYCLE SYSTEM}

도 1은 종래 용량 가변형 냉동 사이클 시스템을 도시한 배관도,

도 2는 본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템을 도시한 배관도,

도 3은 본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템을 구성하는 제1 이단 압축기를 도시한 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100; 응축기 200; 팽창 수단

300; 증발기 400; 제1 이단 압축기

410,510; 제1 압축 기구부 420,520; 제2 압축 기구부

610; 제1 제어 수단 620; 제2 제어 수단

710; 제1 연결 파이프 720; 제1 어큐뮬레이터

730; 제2 연결 파이프 740; 제3 연결 파이프

750; 제4 연결 파이프 760; 제3 제어 수단

770; 제4 제어 수단 810; 제5 연결 파이프

820; 제2 어큐뮬레이터 830; 제6 연결 파이프

840; 제7 연결 파이프 860; 제5 제어 수단

870; 제6 제어 수단

본 발명은 용량 가변형 냉동 사이클 시스템에 관한 것으로, 특히 다양한 용량의 냉력을 출력시킬 수 있도록 한 용량 가변형 냉동 사이클 시스템에 관한 것이다.

상기 냉동 사이클 시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되면서 외부에 열을 방출시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매의 압력을 저하시키는 팽창 밸브와, 상기 팽창 밸브를 거친 냉매가 증발되면서 외부의 열을 흡수시키는 증발기를 포함하여 구성된다.

상기 압축기, 응축기, 팽창 밸브 그리고 증발기는 연결관에 의해 연결되어 하나의 사이클을 형성하게 된다.

상기 냉동 사이클 시스템은 전원이 인가되어 압축기가 작동함에 따라 그 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매가 응축기, 팽창 밸브, 증발기를 순차적으로 거친 후 압축기로 흡입되며, 이와 같은 과정이 반복된다. 상기 과정에서 응축기에서 열을 발생시키고 증발기에서 외부의 열을 흡수하여 냉기를 형성하게 된다.

이와 같은 냉동 사이클 시스템은 냉장고, 에어컨, 쇼 케이스(show case) 등에 장착되며, 상기 냉장고와 쇼 케이스는 그 냉동 사이클 시스템의 증발기에서 발생되는 냉기를 이용하여 식품을 신선하게 저장하게 된다. 그리고 에어컨은 냉동 사 이클 시스템의 응축기에서 발생되는 열과 증발기에서 형성되는 냉기를 선택적으로 실내에 순환 유동시켜 실내를 쾌적한 상태로 유지시키게 된다. 상기 공기 조화기는 설치 조건에 따라 다양한 형태로 구현되어 있다.

한편, 냉장고와 쇼 케이스의 경우 계절의 변화없이 꾸준하게 사용하게 되지만, 에어컨의 경우 계절에 따라 사용 정도가 다르게 된다.

에어컨의 경우 여름철에는 사용 정도가 크지만 봄, 가을철의 경우 사용 정도가 약하게 된다. 따라서, 여름철과 봄 또는 가을철에 사용 정도의 차가 크게 되어 이에 대한 적절한 운전 모드의 전환은 에어컨 소모 전력을 크게 줄일 수 있게 된다.

특히, 최근 전세계적인 오일 사용량의 증가로 인하여 오일의 가격이 증가하게 됨에 따라 소모 전력을 최소화할 수 있는 에어컨의 연구 개발이 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 그리고 공기 조화기의 소모 전력을 최소화하게 되면 환경 문제를 유발시키는 것을 최소화하게 된다.

도 1은 종래 절약형 에어컨에 장착되는 냉동 사이클 시스템의 일예를 도시한 배관도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 냉동 사이클 시스템은 용량이 서로 다른 제1 압축기(10) 및 제2 압축기(20)와, 응축기(30)와, 팽창 밸브(40)와, 증발기(50)와, 어큐뮬레이터(60)와, 상기 증발기(50)와 어큐뮬레이터(60)를 연결하는 제1 연결관(P1)과, 상기 어큐뮬레이터(60)와 제1 압축기(10)의 흡입측을 연결하는 제2 연결관(P2)과, 상기 제1 압축기(10)의 토출측과 상기 응축기(30)를 연결하는 제3 연결관(P3)과, 상기 어큐뮬레이터(60)와 상기 제2 압축기(20)의 흡입측을 연결하는 제4 연결관(P4)과, 상기 제2 압축기(20)의 토출측과 상기 응축기(30)를 연결하는 제5 연결관(P5)과, 상기 응축기(30)와 증발기(50)를 연결하는 제6 연결관(P6)과, 상기 제3 연결관(P3)과 제5 연결관(P5)에 각각 결합되는 체크 밸브(70)를 포함하여 구성된다. 상기 팽창 밸브(40)는 상기 제6 연결관(P6)에 장착된다. 상기 제1 압축기(10)의 용량이 제2 압축기(20)의 용량보다 작다.

상기한 바와 같은 냉동 사이클 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 냉동 사이클 시스템은 세가지의 다른 용량을 출력하게 된다. 먼저, 냉동 사이클 시스템의 용량을 가장 적게 출력하게 될 경우, 제5 연결관(P5)에 장착된 체크 밸브(70)를 닫고 제3 연결관(P3)에 장착된 체크 밸브(70)의 오픈시킨 상태에서 상기 제1 압축기(10)의 전원만 인가하게 된다. 상기 제1 압축기(10)에 전원이 인가되면 그 제1 압축기(10)에서 압축된 고온 고압의 냉매 제3 연결관(P3)과 응축기(30)와 제6 연결관(P6)과 팽창 밸브(40) 그리고 증발기(50)를 거친 다음 제1 연결관(P1)과 어큐뮬레이터(60)를 거쳐 상기 제1 압축기(10)로 유입된다. 이와 같은 과정을 반복하게 되면서 상기 제1 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 용량과 비례하게 증발기(50)에서 적은 냉력을 발생시키게 된다.

그리고 냉동 사이클 시스템의 용량을 중간 정도로 출력하게 될 경우, 제3 연결관(P3)에 장착된 체크 밸브(70)를 닫고 제5 연결관(P5)에 장착된 체크 밸브(70)를 오픈시킨 상태에서 상기 제2 압축기(20)의 전원만 인가하게 된다. 상기 제2 압축기(20)만이 작동하게 됨에 따라 그 제2 압축기(20)에서 토출된 고온 고압의 냉매 가 그 제2 압축기(20)와 연결된 사이클을 순환하게 되면서 그 제2 압축기(20)에서 토출되는 냉매의 용량과 비례하게 증발기(50)에서 냉력을 발생시키게 된다.

그리고 냉동 사이클 시스템의 용량을 최대로 출력하게 될 경우, 제3 연결관(P3)에 장착된 체크 밸브(70)와 제5 연결관(P5)에 장착된 체크 밸브(70)를 모두 오픈시킨 상태에서 제1 압축기(10)와 제2 압축기(20)에 전원을 인가시키게 된다. 상기 제1 압축기(10)와 제2 압축기(20)에서 각각 토출된 고온 고압의 냉매가 사이클을 통해 순환하면서 제1 압축기(10)와 제2 압축기(20)에서 각각 토출되는 냉매를 합한 용량과 비례하게 증발기(50)에서 냉력을 발생시키게 된다.

상기한 바와 같이, 상기 냉동 사이클 시스템은 운전 모드에 따라 세가지의 냉력을 출력시키게 되므로 외부의 온도 변화에 따라 그에 맞는 냉력을 발생시켜 운전을 최적화하게 되어 소모 전력을 감소시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 냉동 사이클 시스템은 출력되는 냉력(용량)이 세가지로 한정되어 있어 보다 다양한 온도 변화에 맞게 냉력을 출력하지 못하게 되며 이로 인하여 소모 전력이 크게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 용량의 냉력을 출력시킬 수 있도록 한 용량 가변형 냉동 사이클 시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 연결관에 의해 연결되 는 응축기, 팽창 수단 그리고 증발기와, 가스를 압축시키는 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부가 구비된 제1 이단 압축기 및 제2 이단 압축기와, 상기 증발기와 제1 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제1 배관 유닛과, 상기 증발기와 제2 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제2 배관 유닛과, 상기 제1 배관 유닛에 흐르는 냉매 흐름을 제어하는 제1 제어 수단과, 상기 제2 배관 유닛에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 제어 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템이 제공된다.

이하, 본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템의 일 실시예를 도시한 배관도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 용량 가변형 냉동 사이클 시스템은 냉매를 응축시키는 응축기(100)와, 상기 응축기(100)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창 수단(200)과, 상기 팽창 수단(200)을 거친 냉매를 증발시키는 증발기(300)와, 가스를 압축시키는 제1 압축 기구부(410)(510)와 제2 압축 기구부(420)(520)가 구비된 제1 이단 압축기(400) 및 제2 이단 압축기(500)와, 상기 증발기(300)와 제1 이단 압축기(400)와 응축기(100)를 연결시키는 제1 배관 유닛과, 상기 증발기(300)와 제2 이단 압축기(500)와 응축기(100)를 연결시키는 제2 배관 유닛과, 상기 제1 배관 유닛에 흐르는 냉매 흐름을 제어하는 제1 제어 수단(610)과, 상기 제2 배관 유닛에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 제어 수단(620)을 포함하여 구성된다. 상기 응축 기(100), 팽창 수단(200) 그리고 증발기(300)는 연결관(630)에 의해 연결된다. 상기 팽창 수단(200)은 팽창 밸브이다.

상기 제1 배관 유닛은 상기 증발기(300)와 연결되는 제1 연결 파이프(710)와, 상기 제1 연결 파이프(710)에 결합되는 제1 어큐뮬레이터(720)와, 상기 제1 어큐뮬레이터(720)와 상기 제1 이단 압축기의 제1 압축 기구부(410)의 흡입측을 연결하는 제2 연결 파이프(730)와, 상기 제1 어큐뮬레이터(720)와 상기 제1 이단 압축기의 제2 압축 기구부(420)의 흡입측을 연결하는 제3 연결 파이프(740)와, 상기 제1 이단 압축기(400)의 토출측과 상기 응축기(100)를 연결하는 제4 연결 파이프(750)와 상기 제2 연결 파이프(730)에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제3 제어 수단(760)과, 상기 제3 연결 파이프(740)에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제4 제어 수단(770)을 포함하여 구성된다.

상기 제3 제어 수단(760)과 제4 제어 수단(770)은 체크 밸브인 것이 바람직하다. 상기 제1 어큐뮬레이터(720)는 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매를 분리하게 되며, 상기 제1 어큐뮬레이터(720)에 의해 상기 제1 이단 압축기(400)에 액 냉매가 유입되는 것이 방지된다. 상기 제1 어큐뮬레이터(720)는 제1 이단 압축기(400)의 종류에 따라 배제될 수 있다.

상기 제2 배관 유닛은 상기 증발기(300)와 연결되는 제5 연결 파이프(810)와,상기 제5 연결 파이프(810)에 결합되는 제2 어큐뮬레이터(820)와, 상기 제2 어큐뮬레이터(820)와 상기 제2 이단 압축기의 제1 압축 기구부(510)의 흡입측을 연결하는 제6 연결 파이프(830)와, 상기 제2 어큐뮬레이터(820)와 상기 제2 이단 압축 기의 제2 압축 기구부(520)의 흡입측을 연결하는 제7 연결 파이프(840)와, 상기 제2 이단 압축기(500)의 토출측과 상기 응축기(100)를 연결하는 제8 연결 파이프(850)와 상기 제6 연결 파이프(830)에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제5 제어 수단(860)과, 상기 제7 연결 파이프(840)에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제6 제어 수단(870)을 포함하여 구성된다.

상기 제5 제어 수단(860)과 제6 제어 수단(870)은 체크 밸브인 것이 바람직하다. 상기 제2 어큐뮬레이터(820)는 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매를 분리하게 되며, 상기 제2 어큐뮬레이터(820)에 의해 상기 제2 이단 압축기(500)에 액 냉매가 유입되는 것이 방지된다. 상기 제2 어큐뮬레이터(820)는 제2 이단 압축기(500)의 종류에 따라 배제될 수 있다.

상기 제1 이단 압축기(400)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 밀폐 용기(440)와, 상기 밀폐 용기(440)내에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동 모터(430)와, 상기 구동 모터(430)의 회전력을 전달받아 가스를 압축시키는 제1 압축 기구부(410)와, 상기 구동 모터(430)의 회전력을 전달받아 가스를 압축시키는 제2 압축 기구부(420)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 압축 기구부(410)에 가스가 흡입되는 흡입구와 가스가 토출되는 토출구(411)가 구비되고 상기 토출구(411)측에 그 토출구(411)를 개폐하는 개폐 수단(412)이 구비된다.

상기 제2 압축 기구부(420)에 가스가 흡입되는 흡입구와 가스가 토출되는 토출구(421)가 구비된다.

그리고 상기 제1 압축 기구부(410)의 토출측과 상기 제2 압축 기구부(420)의 흡입측을 연결시키는 연결 유로(450)가 구비되고 그 연결 유로(450)에 그 연결 유로(450)를 개폐하는 개폐 수단(460)이 구비된다.

상기 밀폐 용기(440)에 상기 제1 압축 기구부(410)의 흡입구와 연결되는 제1 흡입관(441)과 상기 제2 압축 기구부(420)의 흡입구와 연결되는 제2 흡입관(442)이 결합된다. 그리고 상기 밀폐 용기(440)에 토출관(443)이 결합된다.

상기 제1 이단 압축기(400)는 100% 용량으로 운전되는 파우어 모드와 100% 용량보다 작은 용량으로 운전되는 세이빙 모드로 운전된다.

상기 제1 이단 압축기(400)가 파우어 모드로 운전될 경우, 상기 제1 흡입관(441)과 제2 흡입관(442)을 통해 냉매가 제1 압축 기구부(410)와 제2 압축 기구부(420)로 흡입되어 그 제1 압축 기구부(410)와 제2 압축 기구부(420)에서 각각 압축된다. 상기 제1 압축 기구부(410)에서 압축된 냉매는 그 제1 압축 기구부의 토출구(411)를 통해 밀폐 용기(440)내로 토출되고, 또한 상기 제2 압축 기구부(420)에서 압축된 냉매는 그 제2 압축 기구부의 토출구(421)를 통해 밀폐 용기(440)내로 토출된다. 상기 밀폐 용기(440)내로 토출된 냉매는 토출관(443)을 통해 외부로 유출된다. 이때, 상기 연결 유로(450)는 개폐 수단(460)에 의해 막힌 상태이다.

그리고 상기 제1 이단 압축기(400)가 세이빙 모드로 운전될 경우, 상기 제2 흡입관(442)과 제1 압축 기구부의 토출구(411)를 각각 막고, 상기 연결 유로(450)를 오픈시킨 상태에서 운전된다. 상기 제1 흡입관(441)을 통해 냉매가 제1 압축 기구부(410)로 흡입되고 그 제1 압축 기구부(410)에서 압축된 냉매는 연결 유로(450) 를 통해 제2 압축 기구부(420)로 흡입되어 그 제2 압축 기구부(420)에서 한 번 더 압축된다. 상기 제2 압축 기구부(420)에서 압축된 냉매는 그 제2 압축 기구부의 토출구(421)를 통해 밀폐 용기(440)내로 토출된다. 상기 밀폐 용기(440)내로 토출된 고온 고압의 냉매는 토출관(443)을 통해 외부로 유출된다.

상기 제2 이단 압축기(500)는 위에서 설명한 제1 이단 압축기(400)와 같이 구성된다. 상기 제1 이단 압축기(400)와 제2 이단 압축기(500)는 각각 파우어 모드 또는 세이빙 모드로 운전시 토출되는 용량이 서로 다르게 구성된다.

상기 제1 이단 압축기의 제1 흡입관(441)은 상기 제2 연결 파이프(730)와 연결되고, 제2 흡입관(442)은 제3 연결 파이프(740)와 연결된다. 그리고 제1 이단 압축기의 토출관(443)은 상기 제4 연결 파이프(750)와 연결된다.

상기 제2 이단 압축기(500)의 제1 흡입관은 상기 제6 연결 파이프(830)와 연결되고 제2 흡입관은 제7 연결관(840)과 연결된다. 상기 제2 이단 압축기(500)의 토출관은 상기 제8 연결 파이프(850)와 연결된다.

상기 제1 이단 압축기(400)와, 상기 제2 이단 압축기(500)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기 제1,2 이단 압축기(400)(500)는 회전식 압축기(rotary compressor), 스크롤 압축기(scroll compressor), 왕복동식 압축기(reciprocal compressor) 등으로 구현될 수 있다.

상기 제1 제어 수단(610)은 체크 밸브인 것이 바람직하고, 그 제1 제어 수단(610)은 상기 제4 연결 파이프(750)에 장착된다.

상기 제2 제어 수단(620)은 체크 밸브인 것이 바람직하고, 그 제2 제어 수단 (620)은 상기 제8 연결 파이프(850)에 장착된다.

미설명 부호 530은 제2 이단 압축기를 구성하는 구동 모터이다.

이하, 본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템은 8단계의 용량 가변 운전이 가능하게 된다.

먼저, 상기 제1 이단 압축기(400)에만 전원을 인가하여 그 제1 이단 압축기(400)를 100% 용량으로 출력시키는 파우어 모드와 100% 이하로 출력시키는 세이빙 모드의 운전이 가능하게 된다. 이때, 상기 제1 제어 수단(610)을 오픈시켜 제4 연결 파이프(750)로 냉매가 유동 가능하게 하고, 상기 제2 제어 수단(620)을 오프시켜 제8 연결 파이프(850)로 냉매가 흐르지 못하게 한 상태에서 운전된다. 즉, 상기 제1 배관 유닛으로 냉매가 흐르게 되고 상기 제2 배관 유닛으로 냉매가 흐르지 못하게 된다.

상기 제1 이단 압축기(400)에만 전원을 인가하여 파우어 모드로 운전하게 되면 상기 제3, 4 제어 수단(760)(770)이 열린 상태에서 상기 증발기(300)를 거친 냉매가 제1 어큐뮬레이터(720)를 거치게 된다. 상기 제1 어큐뮬레이터(720)를 거친 냉매의 일부가 제2 연결 파이프(730)를 통해 제1 이단 압축기의 제1 압축 기구부(410)로 흡입되고, 상기 제1 어큐뮬레이터(720)를 거친 나머지 냉매는 제3 연결 파이프(740)를 통해 제1 이단 압축기의 제2 압축 기구부(420)로 흡입된다.

상기 제1 이단 압축기의 제1 압축 기구부(410)와 제2 압축 기구부(420)에서 각각 압축된 냉매는 밀폐 용기(440)내로 각각 토출되고, 그 밀폐 용기(440)내로 토출된 고온 고압의 냉매는 제1 이단 압축기의 토출관(443)과 제4 연결 파이프(750)를 통해 응축기(100)로 유입된다.

상기 응축기(100)를 거친 냉매는 팽창 수단(200)를 거쳐 증발기(300)로 유입된다. 상기 증발기(300)를 거친 냉매는 위와 같은 과정을 반복하여 순환하게 된다.

그리고 상기 제1 이단 압축기(400)에만 전원을 인가하여 세이빙 모드로 운전하게 되면 상기 제4 제어 수단(770)을 오프시켜 제3 연결 파이프(740)로 냉매가 흐르는 것을 차단시킨 상태에서 상기 제1 어큐뮬레이터(720)를 거친 냉매가 제2 연결 파이프(730)를 거쳐 제1 이단 압축기의 제1 압축 기구부(410)로 흡입된다. 상기 제1 압축 기구부(410)에서 압축된 냉매는 연결 유로(450)를 통해 제2 압축 기구부(420)로 유입되어 그 제2 압축 기구부(420)에서 한 번 더 압축된다. 상기 제2 압축 기구부(420)에서 압축된 냉매는 밀폐 용기(440)내로 토출된다. 상기 밀폐 용기(440)내로 토출된 냉매는 토출관(443)과 제4 연결 파이프(750)를 거쳐 응축기(100)로 유입된다.

한편, 상기 제2 이단 압축기(500)에만 전원을 인가하여 그 제2 이단 압축기(500)를 100% 용량으로 출력시키는 파우어 모드와 100% 이하로 출력시키는 세이빙 모드의 운전이 가능하게 된다. 이때, 상기 제1 제어 수단(610)을 오프시켜 제4 연결 파이프(750)로 냉매가 흐르지 못하게 하고, 상기 제2 제어 수단(620)을 열어 제 8 연결 파이프(850)로 냉매가 유동 가능하게 한 상태에서 운전된다. 즉, 제1 배관 유닛으로 냉매의 흐름을 차단시키고 제2 배관 유닛으로 냉매가 흐르게 된다.

상기 제2 이단 압축기(500)에만 전원을 인가하여 파우어 모드로 운전하게 되면 상기 제5, 6 제어 수단(860)(870)이 열린 상태에서 상기 증발기(300)를 거친 냉매가 제2 어큐뮬레이터(820)를 거치게 된다. 상기 제2 어큐뮬레이터(820)를 거친 냉매의 일부가 제6 연결 파이프(830)를 통해 제2 이단 압축기의 제1 압축 기구부(510)로 흡입되고, 상기 제2 어큐뮬레이터(820)를 거친 나머지 냉매는 제7 연결 파이프(840)를 통해 제2 이단 압축기의 제2 압축 기구부(520)로 흡입된다.

상기 제2 이단 압축기의 제1 압축 기구부(510)와 제2 압축 기구부(520)에서 각각 압축된 냉매는 밀폐 용기내로 각각 토출되고, 그 밀폐 용기내로 토출된 고온 고압의 냉매는 제2 이단 압축기의 토출관과 제8 연결 파이프(850)를 통해 응축기(100)로 유입된다.

그리고 상기 제2 이단 압축기(500)에만 전원을 인가하여 세이빙 모드로 운전하게 되면 상기 제6 제어 수단(870)을 오프시켜 제7 연결 파이프(840)로 냉매가 흐르는 것을 차단시킨 상태에서 상기 제2 어큐뮬레이터(820)를 거친 냉매가 제6 연결 파이프(830)를 거쳐 제2 이단 압축기의 제1 압축 기구부(510)로 흡입된다. 상기 제1 압축 기구부(510)에서 압축된 냉매는 제2 압축 기구부(520)로 유입되어 그 제2 압축 기구부(520)에서 한 번 더 압축된다. 상기 제2 압축 기구부(520)에서 압축된 냉매는 밀폐 용기내로 토출된다. 상기 밀폐 용기내로 토출된 냉매는 토출관과 제8 연결 파이프(850)를 거쳐 응축기(100)로 유입된다.

한편, 상기 제1 제어 수단(610)과 제2 제어 수단(620)을 함께 오픈시킨 상태에서 제1 이단 압축기(400)의 세이빙 모드와 파우어 모드 그리고 제2 이단 압축기(500)의 세이빙 모드와 파우어 모드를 복합시켜 다양한 모드의 출력 형태를 구현하게 된다.

이와 같은 운전 모드들은 다음과 같다.

그 운전 모드들은

제1 케이스; 제1 이단 압축기(400)만 운전시킨 상태에서 파우어 모드,

제2 케이스; 제1 이단 압축기(400)만 운전시킨 상태에서 세이빙 모드,

제3 케이스; 제2 이단 압축기(500)만 운전시킨 상태에서 파우어 모드,

제4 케이스; 제2 이단 압축기(500)만 운전시킨 상태에서 세이빙 모드,

제5 케이스; 제1 이단 압축기(400)와 제2 이단 압축기(500)를 동시에 운전시킨 상태에서 제1 이단 압축기(400)의 세이빙 모드와 제2 이단 압축기(500)의 세이빙 모드,

제6 케이스; 제1 이단 압축기(400)와 제2 이단 압축기(500)를 동시에 운전시킨 상태에서 제1 이단 압축기(400)의 세이빙 모드와 제2 이단 압축기(500)의 파우어 모드,

제7 케이스; 제1 이단 압축기(400)와 제2 이단 압축기(500)를 동시에 운전시킨 상태에서 제1 이단 압축기(400)의 파우어 모드와 제2 이단 압축기(500)의 세이빙 모드,

제8 케이스; 제1 이단 압축기(400)와 제2 이단 압축기(500)를 동시에 운전시킨 상태에서 제1 이단 압축기(400)의 파우어 모드와 제2 이단 압축기(500)의 파우어 모드이다.

이와 같이 본 발명은 제1,2 이단 압축기(400)(500)와 그 제1,2 이단 압축기(400)(500)를 연결하는 제1 배관 유닛과 제2 배관 유닛을 이용하여 출력 용량이 다른 8가지 모드의 운전이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 용량 가변형 냉동 사이클 시스템은 8가지의 다양한 출력 용량이 가능하게 됨으로써 에어컨에 장착될 경우 외부의 온도 변화(부하)에 따라 다양한 냉력을 출력시킬 수 있는 운전 모드로 운전이 가능하게 되어 소모 전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

연결관에 의해 연결되는 응축기, 팽창 수단 그리고 증발기와, 가스를 압축시키는 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부가 구비된 제1 이단 압축기 및 제2 이단 압축기와, 상기 증발기와 제1 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제1 배관 유닛과, 상기 증발기와 제2 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제2 배관 유닛과, 상기 제1 배관 유닛에 흐르는 냉매 흐름을 제어하는 제1 제어 수단과, 상기 제2 배관 유닛에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 제어 수단을 포함하고,

상기 제1 배관 유닛은 상기 증발기와 연결되는 제1 연결 파이프와,상기 제1 연결 파이프에 결합되는 제1 어큐뮬레이터와, 상기 제1 어큐뮬레이터와 상기 제1 이단 압축기의 제1 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제2 연결 파이프와, 상기 제1 어큐뮬레이터와 상기 제1 이단 압축기의 제2 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제3 연결 파이프와, 상기 제1 이단 압축기의 토출측과 상기 응축기를 연결하는 제4 연결 파이프와 상기 제2 연결 파이프에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제3 제어 수단과, 상기 제3 연결 파이프에 흐르는 냉매흐름을 제어하는 제4 제어 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
연결관에 의해 연결되는 응축기, 팽창 수단 그리고 증발기와, 가스를 압축시키는 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부가 구비된 제1 이단 압축기 및 제2 이단 압축기와, 상기 증발기와 제1 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제1 배관 유닛과, 상기 증발기와 제2 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제2 배관 유닛과, 상기 제1 배관 유닛에 흐르는 냉매 흐름을 제어하는 제1 제어 수단과, 상기 제2 배관 유닛에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 제어 수단을 포함하고,

상기 제2 배관 유닛은 상기 증발기와 연결되는 제5 연결 파이프와,상기 제5 연결 파이프에 결합되는 제2 어큐뮬레이터와, 상기 제2 어큐뮬레이터와 상기 제2 이단 압축기의 제1 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제6 연결 파이프와, 상기 제2 어큐뮬레이터와 상기 제2 이단 압축기의 제2 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제7 연결 파이프와, 상기 제2 이단 압축기의 토출측과 상기 응축기를 연결하는 제8 연결 파이프와 상기 제6 연결 파이프에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제5 제어 수단과, 상기 제7 연결 파이프에 흐르는 냉매흐름을 제어하는 제6 제어 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
연결관에 의해 연결되는 응축기, 팽창 수단 그리고 증발기와, 가스를 압축시키는 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부가 구비된 제1 이단 압축기 및 제2 이단 압축기와, 상기 증발기와 제1 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제1 배관 유닛과, 상기 증발기와 제2 이단 압축기와 응축기를 연결시키는 제2 배관 유닛과, 상기 제1 배관 유닛에 흐르는 냉매 흐름을 제어하는 제1 제어 수단과, 상기 제2 배관 유닛에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 제어 수단을 포함하고,

상기 제1 배관 유닛은 상기 증발기와 연결되는 제1 연결 파이프와,상기 제1 연결 파이프에 결합되는 제1 어큐뮬레이터와, 상기 제1 어큐뮬레이터와 상기 제1 이단 압축기의 제1 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제2 연결 파이프와, 상기 제1 어큐뮬레이터와 상기 제1 이단 압축기의 제2 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제3 연결 파이프와, 상기 제1 이단 압축기의 토출측과 상기 응축기를 연결하는 제4 연결 파이프와 상기 제2 연결 파이프에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제3 제어 수단과, 상기 제3 연결 파이프에 흐르는 냉매 흐름을 제어하는 제4 제어 수단을 포함하여 구성되며,

상기 제2 배관 유닛은 상기 증발기와 연결되는 제5 연결 파이프와,상기 제5 연결 파이프에 결합되는 제2 어큐뮬레이터와, 상기 제2 어큐뮬레이터와 상기 제2 이단 압축기의 제1 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제6 연결 파이프와, 상기 제2 어큐뮬레이터와 상기 제2 이단 압축기의 제2 압축 기구부의 흡입측을 연결하는 제7 연결 파이프와, 상기 제2 이단 압축기의 토출측과 상기 응축기를 연결하는 제8 연결 파이프와 상기 제6 연결 파이프에 흐르는 냉매의 흐름을 제어하는 제5 제어 수단과, 상기 제7 연결 파이프에 흐르는 냉매흐름을 제어하는 제6 제어 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 이단 압축기는 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부에 각각 냉매가 흡입되어 그 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부에서 각각 압축되어 토출되거나, 상기 제1 압축 기구부에 흡입된 냉매가 그 제1 압축 기구부에서 압축되고 이어 제2 압축 기구부에서 압축되어 토출되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 이단 압축기는 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부에 각각 냉매가 흡입되어 그 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부에서 각각 압축되어 토출되거나, 상기 제1 압축 기구부에 흡입된 냉매가 그 제1 압축 기구부에서 압축되고 이어 제2 압축 기구부에서 압축되어 토출되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
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제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 이단 압축기의 총 출력 용량과 제2 이단 압축기의 총 출력 용량은 서로 다른 것을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템
각각의 밀폐용기의 내부에 각각의 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부를 갖는 제1 이단 압축기 및 제2 이단 압축기;

상기 각 이단 압축기의 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부의 흡입측을 각각 증발기에 연결하는 흡입측 파이프들;

상기 각 이단 압축기의 밀폐용기를 각각 응축기에 연결하는 토출측 파이프들;

상기 흡입측 파이프들과 토출측 파이프들에 각각 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 밸브들;을 포함하고,

상기 각 이단 압축기의 제1 압축 기구부에는 각 이단 압축기의 밀폐용기 내부와 연통되는 토출구 및 그 토출구를 선택적으로 개폐하는 밸브가 구비되고,

상기 각 이단 압축기의 제2 압축 기구부에는 각 이단 압축기의 밀폐용기 내부와 연통되는 토출구가 구비되며,

상기 각 이단 압축기의 제1 압축 기구부와 제2 압축 기구부 사이에는 상기 제1 압축 기구부에서 1단 압축된 냉매를 상기 제2 압축 기구부로 안내하여 2단 압축되도록 하는 연결유로 및 그 연결유로를 선택적으로 개폐하는 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 증발기의 출구에는 제1 어큐뮬레이터와 제2 어큐뮬레이터가 분관되어 연결되고,

상기 제1 어큐뮬레이터에는 복수 개의 파이프가 연결되어 상기 제1 이단 압축기의 압축 기구부들의 흡입측에 각각 연결되며, 상기 제2 어큐뮬레이터에는 복수 개의 파이프가 연결되어 상기 제2 이단 압축기의 압축 기구부들의 흡입측에 각각 연결되는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
제 10 항에 있어서,

상기 응축기의 입구에는 제1 이단 압축기와 제2 이단 압축기의 밀폐용기가 각각 분관되어 연결되는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.
제 9 항 내지 제 11 항의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 이단 압축기의 총 출력 용량과 제2 이단 압축기의 총 출력 용량은 서로 다른 것을 특징으로 하는 용량 가변형 냉동 사이클 시스템.