KR101138970B1 - 공랭식 냉매 증발 응축기를 이용한 제상 시스템 - Google Patents

공랭식 냉매 증발 응축기를 이용한 제상 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 공랭식 냉매 증발 응축기를 이용한 제상 시스템은, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 압축기; 상기 압축기로부터 유입되는 냉매와 외부의 열원과의 열교환을 행하는 응축기; 상기 응축기로부터 유입된 액상의 냉매를 단열팽창하여 저온 및 저압의 액상과 기상의 혼합 상태의 냉매로 변환하는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브로부터 유입된 저온 저압의 냉매를 외부의 열원과 열교환하여 저압의 기체상태로 변환하여 상기 압축기로 유입시키는 증발기;를 포함하며, 상기 응축기는 2개의 열교환기가 병렬로 배치되어 하나의 냉각팬에 의해 외부의 공기 열원과의 열교환이 행해지도록 배치된 공랭식 증발 응축기;를 구성하며, 상기 압축기로부터 유입되어 상기 공랭식 증발 응축기를 통과한 냉매가 상기 증발기로 유입되는 냉매유로는 분기된 두 개의 냉매유로를 포함하며, 그 중 하나의 냉매유로에는 그 냉매의 흐름 방향 상 상류측으로부터 하류측으로 제1전자밸브와 제1팽창밸브가 순차적으로 배치되며, 나머지 냉매유로에는 제2전자밸브가 배치되며, 상기 증발기로부터 토출된 냉매가 흐르는 냉매유로는 분기된 두 개의 냉매유로를 포함하며, 그 중 하나의 냉매유로는 제3전자밸브를 구비하며 상기 압축기의 유입구 측에 연결되며, 나머지 냉매유로는 제4전자밸브와 제2팽창밸브를 통해 상기 공랭식 증발 응축기에 연결되며, 상기 제2팽창밸브를 통하여 상기 공랭식 증발 응축기로 유입된 냉매는 제5전자밸브가 구비된 냉매유로를 통하여 상기 압축기로 유입되는 것을 특징으로 한다.

Description

공랭식 냉매 증발 응축기를 이용한 제상 시스템{Defrosting system using air cooling refrigerant evaporator and condenser}
본 발명은 냉동 사이클 장치에 관한 것이다.
최근 에너지 가격의 급격한 상승에 의해 냉열 분야의 에너지 절약기술도 급격히 발전 되었고, 그 중에서 제상 시스템에 대해서도 여러 가지 에너지 절약 시스템이 개발되고 있다.
일반적으로 공기를 냉각하여 포화공기 이하로 하면 공기 중의 수분은 제거된다. 냉동 사이클에서 증발기의 제상과 관련하여 0℃을 경계로 0℃ 이상에서는 물의 형태로 0℃ 이하에서는 서리의 형태로 제습된다. 0℃ 이상의 경우는 물방울의 형상으로 제습되므로 냉각성능이 떨어지는 일이 없지만. 서리의 형태가 되면 냉각배관에 결로가 발생하고 이는 열 저항이 되어 전열성능을 떨어뜨리는 요인이 된다, 따라서 전열저항을 떨어뜨리지 않기 위해서는 적절한 시간에 착상을 감지 제상을 하는 것이 좋다.
제상방법은 여러 가지가 있지만 대표적인 자연제상(운전정지)은 2℃ 정도까지 냉장고 내 공기로 제상하는 방법이며, 전기히터 제상은 전기 히터(heater)로 제상하는 방법으로서 -10℃ 정도까지 소형 냉각기에 사용된다. 그러나, 대부분 전기 히터 제상이나 살수(water spray) 제상을 사용하고 있다.
이와 같은 냉동 사이클의 제상 시스템에서 소요 에너지가 지나치게 소요되는 문제점이 있다. 또한, 제상에 이용되는 에너지는 낭비되는 에너지이므로 가능한 짧은 시간에 제상을 완료할 필요가 있으며, 제상으로 인하여 창고 내 온도 상승을 억제할 필요가 있다. 이와 같이 냉동 사이클의 제상 시스템 분야에서 짧은 시간에 증발기에서 서리를 제거함으로써 냉각성능을 향상시키고 소요 에너지 절약하는 기술의 개발이 절실한 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서 냉동 사이클의 제상 시스템을 개선하여 구조가 간단하면서도 제상 효율이 현저하게 향상된 제상 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 냉동 사이클의 제상 시스템은, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 압축기;
상기 압축기로부터 유입되는 냉매와 외부의 열원과의 열교환을 행하는 응축기;
상기 응축기로부터 유입된 액상의 냉매를 단열팽창하여 저온 및 저압의 액상과 기상의 혼합 상태의 냉매로 변환하는 팽창밸브; 및
상기 팽창밸브로부터 유입된 저온 저압의 냉매를 외부의 열원과 열교환하여 저압의 기체상태로 변환하여 상기 압축기로 유입시키는 증발기;를 포함하는 냉동 시스템에 있어서,
상기 응축기는 2개의 열교환기가 병렬로 배치되어 하나의 냉각팬에 의해 외부의 공기 열원과의 열교환이 행해지도록 배치된 공랭식 증발 응축기;를 구성하며,
상기 2개의 열교환기 중 하나를 제1열교환기라 하고, 나머지 하나의 열교환기를 제2열교환기라 정의하며,
상기 압축기로부터 유입되어 상기 제1열교환기를 통과한 냉매가 상기 증발기로 유입되는 냉매유로는 분기된 두 개의 냉매유로를 포함하며, 그 중 하나의 냉매유로에는 그 냉매의 흐름 방향 상 상류측으로부터 하류측으로 제1전자밸브와 제1팽창밸브가 순차적으로 배치되며, 나머지 냉매유로에는 제2전자밸브가 배치되며,
상기 증발기로부터 토출된 냉매가 흐르는 냉매유로는 분기된 두 개의 냉매유로를 포함하며, 그 중 하나의 냉매유로는 제3전자밸브를 구비하며 상기 압축기의 유입구 측에 연결되며, 나머지 냉매유로는 제4전자밸브와 제2팽창밸브를 통해 상기 제2열교환기에 연결되며, 상기 제2팽창밸브를 통하여 상기 공랭식 증발 응축기로 유입된 냉매는 제5전자밸브가 구비된 냉매유로를 통하여 상기 압축기로 유입되는 점에 특징이 있다.
상기 공랭식 증발 응축기는 열교환기로서 외부의 공기 열원과의 열교환과 더불어 상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매가스와 상기 제2팽창밸브로부터 상기 공랭식 증발 응축기로 유입된 저온 저압의 냉매와 열교환이 일어나는 것이 바람직하다.
상기 압축기에서 토출되어 상기 공랭식 증발 응축기로 유입되는 냉매가 흐르는 냉매유로에 유분리기가 구비되며,
상기 증발기에서 토출되어 상기 압축기로 유입되는 냉매가 흐르는 냉매유로에는 액분리기가 구비된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제상 시스템은 증발기에 발생한 서리를 제거하기 위한 별도의 히터가 필요하지 않으며, 공랭식 증발 응축기에서 고온 고압의 냉매 가스와 저온 저압의 냉매가 열교환이 일어남으로써 공랭식 열교환과 더블어 중첩적인 열교환이 행해지므로 압축기로 유입되는 냉매의 온도와 압력을 안정적으로 유지할 수 있어서 우수한 제상효과와 안정적인 시스템 성능을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉동 사이클의 제상 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉동 사이클의 정상적인 운전상태에서 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 냉동 사이클의 제상 시스템이 작동하는 상태에서 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 냉동 사이클의 제상 시스템의 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 냉동 사이클의 정상적인 운전상태에서 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 냉동 사이클의 제상 시스템이 작동하는 상태에서 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공랭식 냉매 증발 응축기를 이용한 제상 시스템(이하, "제상 시스템"이라 함)은 전형적인 냉동 사이클 시스템이다. 상기 제상 시스템은 종래에 제상을 위한 부가적인 히터의 설치를 요하지 않으며 냉매를 이용하여 제상을 구현하는 방식이다.
상기 제상 시스템은 압축기(10)와, 공랭식 증발 응축기(20)와, 팽창밸브(30)와, 증발기(40)를 포함하고 있다.
상기 압축기(10)는 저온 저압 기체 상태의 냉매를 고온 고압 기체 상태로 압축하는 장치이다. 상기 압축기(10)의 구체적인 구조는 공지된 것이므로 상세한 서술은 생략하기로 한다.
상기 공랭식 증발 응축기(20)는 상기 압축기(10)로부터 유입되는 고온 냉매가스와 외부의 열원과의 열교환을 행하게 한다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)는 상기 압축기(10)로부터 발생한 고온 고압의 냉매로부터 외부의 열원에 열을 전달하여 외부의 열원의 온도를 높이는 작용을 한다. 외부의 열원은 공기가 될 수 있다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)는 2개의 열교환기가 병렬로 배치되어 있는 구조이다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)는 하나의 냉각팬에 의해 2개의 열교환기가 외부의 공기 열원과의 열교환이 행해지도록 배치되어 있다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서는 후술하는 냉매유로(L7,L8)를 따라 흐르는 저온 저압의 냉매와 상기 압축기(10)로부터 토출된 고온 고압의 냉매 간에 열 교환도 일어난다. 상기 2개의 열교환기 중 하나를 제1열교환기(201)라 하고, 나머지 하나의 열교환기를 제2열교환기(202)라 정의한다.
상기 압축기(10)와 상기 공랭식 증발 응축기(20)는 냉매유로(L1)에 의해 연결되어 있다. 상기 냉매유로(L1) 상에는 유분리기(50)가 설치되어 있다. 상기 유분리기(50)는 상기 압축기(10)에 토출된 고온 고압의 냉매 기체에 포함된 오일 성분을 분리하여 상기 압축기(10)로 회수하는 장치이다.
상기 제1팽창밸브(30)는 상기 공랭식 증발 응축기(20)로부터 액상의 냉매가 유입되어 단열팽창함으로써 그 냉매를 저온 및 저압의 습포화 증기상태 즉, 액상과 기상의 혼합 상태로 변환시킨다. 상기 제1팽창밸브(30)는 공지된 구조의 팽창밸브를 채용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 증발기(40)는 상기 제1팽창밸브(30)로부터 유입된 냉매를 외부의 열원과 열교환 함으로써 저온의 기상이 되도록 한다. 상기 외부의 열원은 물 또는 공기와 같은 매체가 채용될 수 있다.
상기 공랭식 증발 응축기(20)와 상기 증발기(40)는 도 1을 참조하면 냉매유로(L2, L3, L4)에 의해 연결되어 있다. 상기 냉매유로(L2,L3,L4)는 상기 압축기(10)로부터 유입되어 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제1열교환기(201)를 통과한 냉매가 상기 증발기(40)로 유입되는 냉매유로이다. 상기 냉매유로(L2)는 두 개로 분기된 냉매유로(L3,L4)에 연결되어 있다. 분기된 냉매유로(L3,L4)는 상기 증발기(40)에 연결되기 전에 하나의 냉매유로로 합쳐진다. 상기 2개의 냉매유로(L3,L4) 중 하나의 냉매유로(L3)에는 제1전자밸브(22)와 제1팽창밸브(30)가 설치되어 있다. 상기 제1전자밸브(22)와 상기 제1팽창밸브(30)는 냉매의 흐름 방향 상 상류측으로부터 하류측으로 순차적으로 배치되어 있다. 상기 2개의 냉매유로(L3,L4) 중 나머지 냉매유로(L4)에는 제2전자밸브(25)가 배치되어 있다. 상기 제1전자밸브(22), 제2전자밸브(25) 및 후술하는 제3전자밸브(42), 제4전자밸브(45), 제5전자밸브(47)는 모두 동일한 구조의 밸브가 채용될 수 있다. 상지 전자밸브(22,25,52,45)들은 필요에 따라 자동 또는 수동으로 해당 밸브를 통과하는 냉매의 흐름을 단속할 수 있다.
상기 증발기(40)로부터 토출된 냉매는 상기 압축기(10)로 유입된다. 상기 증발기(40)로부터 상기 압축기(10)로 유입되는 냉매유로는 분기된 두 개의 냉매유로(L5,L6)를 포함하고 있다. 상기 두 개의 냉매유로(L5,L6) 중 하나의 냉매유로(L5)는 압축기(10)의 유입구 측에 직접 연결되어 있다. 상기 냉매유로(L5) 상에는 제3전자밸브(42)가 구비되어 있다. 상기 냉매유로(L5) 상에는 액분리기(60)이 설치되어 있다. 상기 액분리기(60)는 상기 증발기(40)로부터 토출되는 냉매에 포함되어 있는 액체 상태의 냉매를 분리하여 상기 압축기(10)로 보낸다. 상기 두 개의 냉매유로(L5,L6) 중 나머지 냉매유로(L6)는 제4전자밸브(45)와 제2팽창밸브(35)를 순차적으로 구비하고 있다. 상기 증발기(40)에서 토출된 냉매는 상기 제4전자밸브(45)와 상기 제2팽창밸브(35)를 통해 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제2열교환기(202)로 유입될 수 있다. 상기 제2팽창밸브(35)를 통하여 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제2열교환기(202)로 유입된 냉매는 상기 압축기(10)로부터 토출된 고온 고압의 냉매 가스와 열교환이 이루어진다. 또한, 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서는 냉매와 외부의 공기 열원과의 열교환이 이루어진다. 상기 제2팽창밸브(35)를 통과하는 냉매는 냉매유로(L7)를 통하여 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제2열교환기(202)로 유입되어 열교환된 후 냉매유로(L8)를 통하여 상기 냉매유로(L5)에 연결된 후 상기 압축기(10)로 유입된다. 상기 냉매유로(L8)에는 제5전자밸브(47)가 구비되어 있다.
위에서 상술한 바와 같이 상기 공랭식 증발 응축기(20)는 열교환기로서 외부의 공기 열원과의 열교환과 더불어 상기 압축기(10)에서 토출된 고온 고압의 냉매가스와 상기 제2팽창밸브(35)로부터 상기 공랭식 증발 응축기(20)로 유입된 저온 저압의 냉매와 열교환이 일어난다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서 일어나는 열교환은 2가지 형태이다. 즉, 상기 압축기(10)에서 토출된 고온 고압의 가스 상태의 냉매가 외부의 공기 열원과 열교환 함으로써 액체 상태로 변화하면서 발생하는 잠열이 그 한 형태이다. 또한, 상기 제2팽창밸브(35)로부터 유입된 저온 저압의 액상 기상 혼합된 냉매가 공기 열원과의 열교환을 하면서 기체 상태의 냉매로 변화하는 열교환이 이루어진다. 이 경우의 열교환에서도 잠열이 발생하게 된다. 한편, 다른 형태의 열교환은 상기 압축기(10)에서 상기 증발기(40) 쪽으로 흐르는 고온 상태의 냉매와 상기 제2팽창밸브(35)에서 상기 압축기(10)로 흐르는 저온 상태의 냉매 간에 열교환은 상 변화를 수반하지 않은 현열(sensible heat) 간의 열교환이다. 이와 같이 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서는 잠열(latent heat)과 현열(sensible heat) 형태의 열교환이 동시에 발생함으로써 열교환 효율이 향상되고 상기 압축기(10)로 유입되는 냉매의 온도 및 압력을 안정적인 상태로 유지할 수 있다.
이하, 이러한 구성을 가지는 제상 시스템을 구비한 냉동 사이클에서 상기 공랭식 증발 응축기(20)를 중점적으로 냉매의 흐름을 따라 본 발명의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 2를 참조하여 정상적인 운전상태를 설명한다. 정상적인 운전상태에서는 상기 증발기(40)에 서리가 발생하지 않아 제상의 필요성이 없는 상태이다.
도 2에서 상기 제2전자밸브(25) 및 상기 제4전자밸브(45)는 폐쇄되어 있다. 따라서, 상기 압축기(10)에서 냉매가 압축되어 고온 고압의 기체 상태로 냉매유로(L1)를 따라 상기 유분리기(50)로 흐른다. 상기 유분리기(50)에서는 냉매에 유입된 오일을 분리하여 상기 압축기(10)로 회수한다. 상기 유분리기(50)를 통과한 냉매는 냉매유로(L1)를 따라 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제1열교환기(201)로 유입된다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서는 외부의 공기 열원과 열교환을 행한다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서 토출된 냉매는 액상의 저온 상태가 된다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서 토출된 냉매는 냉매유로(L2,L3)를 따라 상기 제1전자밸브(22)를 통하여 상기 제1팽창밸브(30)로 유입된다. 상기 제1팽창밸브(30)에서 냉매는 단열팽창 하여 저온의 액상과 기상의 혼합 상태로 변환된다. 상기 제1팽창밸브(30)로부터 토출된 냉매는 상기 증발기(40)로 유입된다. 상기 증발기(40)에서 냉매는 외부의 열원으로부터 열을 공급받아 저온의 기체상태로 변화된다. 상기 증발기(40)에서 토출된 냉매는 냉매유로(L5)를 따라 상기 제3전자밸브(42)를 통하여 상기 액분리기(60)를 거쳐 상기 압축기(10)로 유입된다. 이와 같은 과정이 반복하여 수행되는 것이 정상적인 냉동 사이클이다.
그런데, 반복적인 냉동 사이클이 수행됨에 따라 또는 증발기 외부의 온도가 낮은 경우에는 상기 증발기(40)의 표면에 서리가 발생하게 된다. 이와 같은 경우에는 제상 시스템이 작동되어야 한다. 이하에서는 제상 시스템이 작동되는 상태에서의 냉매의 흐름을 서술하기로 한다.
도 3은 제상 시스템이 작동하는 상태에서 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 구성도에서는 상기 제1전자밸브(22)와 상기 제3전자밸브(42)가 폐쇄되어 있다. 나머지 전자밸브인 상기 제2전자밸브(25), 제4전자밸브(45) 및 상기 제5전자밸브(47)는 개방되어 있다.
따라서, 상기 압축기(10)에서 냉매가 압축되어 고온 고압의 기체 상태로 냉매유로(L1)를 따라 상기 유분리기(50)로 흐른다. 상기 유분리기(50)에서는 냉매에 유입된 오일을 분리하여 상기 압축기(10)로 회수한다. 상기 유분리기(50)를 통과한 냉매는 냉매유로(L1)를 따라 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제1열교환기(201)로 유입된다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서는 외부의 공기 열원과 열교환을 행한다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서 토출된 냉매는 액상의 저온 상태가 된다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서 토출된 냉매는 냉매유로(L2,L4)를 따라 상기 제2전자밸브(25)를 통하여 상기 증발기(40)로 유입된다. 상기 증발기(40)에서 냉매는 외부에 열을 전달함으로써 냉매의 온도가 하강한다. 즉, 제상 시스템이 작동하는 사이클에서 상기 증발기(40)는 응축기와 비슷한 작용을 한다. 따라서, 상기 증발기(40)로 유입된 고온의 냉매는 그 증발기(40)의 외부에 생성된 서리에 열을 전달함으로써 제상 작업을 수행하면서 온도가 하강하게 된다. 이와 같이 제상 시스템이 작동하는 사이클에서는 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제1열교환기(201)에서 열교환이 행해진 후 상대적으로 고온인 냉매를 상기 제1팽창밸브(30)를 통과하지 않도록 바이패스하여 상기 증발기(40)에 유입시킴으로써 효과적인 제상 작업을 수행할 수 있다.
상기 증발기(40)에서 제상 작업을 수행한 후 온도가 낮아진 냉매는 냉매유로(L6)를 따라 상기 제4전자밸브(45)를 통하여 상기 제2팽창밸브(35)로 유입된다. 상기 제2팽창밸브(35)를 통과하면서 냉매는 단열팽창하여 액상과 기상이 혼합된 상태로 변화된다. 상기 제2팽창밸브(35)를 통과한 냉매는 냉매유로(L7)를 통하여 상기 공랭식 증발 응축기(20) 즉, 상기 제2열교환기(202)로 유입된다. 상기 공랭식 증발 응축기(20)에서는 상기 제2팽창밸브(35)로부터 유입된 냉매가 상기 압축기(10)로부터 유입된 고온 고압의 냉매 가스와 열교환이 이루어지면서 기체상태로 변화된다. 이 과정에서 상기 제2팽창밸브(35)로부터 유입된 냉매는 외부의 공기 열원에서 열을 전달받을 수 있다. 상기 공랭식 증발 압축기(10)에서 상기 압축기(10) 쪽으로 흐르는 냉매는 냉매유로(L8)을 따라서 상기 제5전자밸브(47)를 통과하여 상기 압축기(10)로 연결된 냉매유로(L5)에 연결되어 흐른다. 따라서, 상기 제2팽창밸브(35)로부터 상기 압축기(10)로 흐르는 냉매는 열교환시 잠열과 현열이 모두 기여할 수 있으므로 상기 압축기(10)로 유입되는 냉매 기체의 온도 및 압력을 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다. 이와 같은 과정이 반복하여 수행되는 것이 제상 시스템이 작동하는 상태의 냉동 사이클이다.
상술한 바와 같이 본원 발명에 따른 냉동 사이클은 상기 공랭식 증발 응축기(20)의 작용에 의해 효과적인 제상이 이루어짐은 물론 상기 압축기(10)로 유입되는 냉매의 온도 및 압력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 제상 시스템은 증발기에 발생한 서리를 제거하기 위한 별도의 히터가 필요하지 않으며, 공랭식 증발 응축기에서 고온 고압의 냉매 가스와 저온 저압의 냉매가 열교환이 일어남으로써 공랭식 열교환과 더불어 중첩적인 열교환이 행해지므로 압축기로 유입되는 냉매의 온도와 압력을 안정적으로 유지할 수 있어서 우수한 제상효과와 안정적인 시스템 성능을 구현할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명에 따른 제상 시스템은 응축 잠열을 이용할 수 있기 때문에 제상시간을 단축할 수 있고 소비전력도 절약할 수 있다. 상기 제상 시스템은 고온 냉매 가스(60℃~80℃) 또는 고온 액상의 냉매(40℃~50℃)를 증발기로 보내서 현열과 잠열을 이용해 냉매 증발식 응축기에서 고압 혼합 냉매 가스는 액화되고 저압 혼합 냉매 가스를 기화 감압 팽창 후 공기와 열 교환이 되어 고압 가스 온도 및 압력을 낮게 유지하여 냉각 능력 소요에너지의 50~60%에서 제상 에너지가 소요됨으로써 제상 에너지를 40%~50% 정도 절약할 수 있다. 상기 제상 시스템은 냉매 순환량도 충분히 확보할 수 있어 매우 안정적이다.
이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.
10 : 압축기 20 : 공랭식 증발 겸용 응축기
22 : 제1전자밸브 25 : 제2전자밸브
30 : 제1팽창밸브 35 : 제2팽창밸브
40 : 증발기 42 : 제3전자밸브
45 : 제4전자밸브 47 : 제5전자밸브
50 : 유분리기 60 : 액분리기
201 : 제1열교환기 202 : 제2열교환기
L1~L8 : 냉매유로

Claims (3)

  1. 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 압축기;
    상기 압축기로부터 유입되는 냉매와 외부의 열원과의 열교환을 행하는 응축기;
    상기 응축기로부터 유입된 액상의 냉매를 단열팽창하여 저온 및 저압의 액상과 기상의 혼합 상태의 냉매로 변환하는 팽창밸브; 및
    상기 팽창밸브로부터 유입된 저온 저압의 냉매를 외부의 열원과 열교환하여 저압의 기체상태로 변환하여 상기 압축기로 유입시키는 증발기;를 포함하는 냉동 시스템에 있어서,
    상기 응축기는 2개의 열교환기가 병렬로 배치되어 하나의 냉각팬에 의해 외부의 공기 열원과의 열교환이 행해지도록 배치된 공랭식 증발 응축기;를 구성하며,
    상기 2개의 열교환기 중 하나를 제1열교환기라 하고, 나머지 하나의 열교환기를 제2열교환기라 정의하며,
    상기 압축기로부터 유입되어 상기 제1열교환기를 통과한 냉매가 상기 증발기로 유입되는 냉매유로는 분기된 두 개의 냉매유로를 포함하며, 그 중 하나의 냉매유로에는 그 냉매의 흐름 방향 상 상류측으로부터 하류측으로 제1전자밸브와 제1팽창밸브가 순차적으로 배치되며, 나머지 냉매유로에는 제2전자밸브가 배치되며,
    상기 증발기로부터 토출된 냉매가 흐르는 냉매유로는 분기된 두 개의 냉매유로를 포함하며, 그 중 하나의 냉매유로는 제3전자밸브를 구비하며 상기 압축기의 유입구 측에 연결되며, 나머지 냉매유로는 제4전자밸브와 제2팽창밸브를 통해 상기 공랭식 증발 응축기에 연결되며, 상기 제2팽창밸브를 통하여 상기 제2열교환기로 유입된 냉매는 제5전자밸브가 구비된 냉매유로를 통하여 상기 압축기로 유입되는 것을 특징으로 하는 공랭식 냉매 증발 응축기를 이용한 제상 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공랭식 증발 응축기는 열교환기로서 외부의 공기 열원과의 열교환과 더불어 상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매가스와 상기 제2팽창밸브로부터 상기 공랭식 증발 응축기로 유입된 저온 저압의 냉매와 열교환이 일어나는 것을 특징으로 하는 공랭식 냉매 증발 응축기를 이용한 제상 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압축기에서 토출되어 상기 공랭식 증발 응축기로 유입되는 냉매가 흐르는 냉매유로에 유분리기가 구비되며,
    상기 증발기에서 토출되어 상기 압축기로 유입되는 냉매가 흐르는 냉매유로에는 액분리기가 구비된 것을 특징으로 하는 공랭식 증발 응축기를 이용한 제상 시스템.
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