KR101161381B1

KR101161381B1 - 냉동 사이클 장치

Info

Publication number: KR101161381B1
Application number: KR1020100114622A
Authority: KR
Inventors: 윤필현; 박준성; 사용철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-07-02
Also published as: KR20120053381A

Abstract

본 발명에 따른 냉동 사이클 장치는 저압측 압축기와 고압측 압축기의 냉매 유로가 직렬로 연결되어 냉매가 순차적으로 다단 압축되는 압축부와; 냉매가 응축되거나 증발되는 제1열교환기와; 냉매가 증발되거나 응축되는 제2열교환기와; 제1열교환기와 제2열교환기 사이에 설치된 기액분리기와; 제1열교환기와 기액분리기 사이에 설치된 제1팽창밸브와; 기액분리기와 제2열교환기 사이에 설치된 제2팽창밸브와; 기액분리기에서 분리된 기상 냉매가 저압측 압축기에서 토출된 냉매와 함께 고압측 압축기로 유동되는 인젝션 유로와; 제1열교환기와 제1팽창밸브 사이에 설치된 제3팽창밸브와; 기액분리기와 제3팽창밸브 사이의 냉매가 제1팽창밸브를 바이패스하게 설치된 제1팽창밸브 바이패스유로를 포함하여, 제3팽창밸브를 통과한 냉매가 제1팽창밸브를 바이패스할 수 있어, 인젝션 유로로 충분한 냉매가 공급될 수 있고, 인젝션 유로를 통한 충분한 가스 인젝션에 의해 난방 성능 및 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

냉동 사이클 장치{Refrigerant cycle apparatus}

본 발명은 냉동 사이클 장치에 관한 것으로서, 특히 저압측 압축기와 고압측 압축기의 냉매 유로가 직렬로 연결되어 냉매가 순차적으로 다단 압축될 수 있는 냉동 사이클 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동 사이클 장치는 공기 조화기 또는 냉장고 등과 같이 냉매를 작동 유체로 하여 주위 공기를 냉각 또는 가열하는 것으로서, 냉매가 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 거치게 된다.

냉동 사이클 장치는 냉매가 압축기에 의하여 고온 고압의 기체 상태로 압축된 다음 응축기를 통과하면서 외부로 열을 방출하고, 팽창 과정을 거치면서 저온 저압의 2상 냉매로 변환된다. 그리고, 팽창 과정을 거친 2상 냉매가 외부로부터 열을 흡수하여 기체 상태로 증발한 다음 다시 압축기로 유입된다.

냉동 사이클 장치는 냉매가 한번의 압축 과정을 거치는 단일 압축 사이클 또는 두 번 이상의 압축 과정을 거치는 다단 압축 사이클로 구별될 수 있고, 다단 압축 사이클을 수행하는 경우 단일 압축 사이클의 경우에 비하여 설정 압력으로 압축하기 위한 압축일이 감소됨과 동시에 압축기 토출 온도가 낮아질 수 있고, 압축일이 감소되어 효율이 증가하는 이점이 있다.

다단 압축 사이클을 수행하는 경우, 압축부는 저압측 압축기와 고압측 압축기로 구성될 수 있고, 응축기 출구측에 제1팽창밸브가 제공되고, 증발기 입구측에 제 2 팽창 밸브가 제공되며, 제1팽창밸브와 제2팽창 밸브 사이에는 팽창된 2상 냉매를 기체와 액체로 분리하는 기액 분리기가 제공된다. 그리고, 기액 분리기에는 기상 냉매를 저압측 압축기와 고압측 압축기의 사이로 공급하는 분지관이 연결될 수 있다.

KR 등록특허공보 10-0826027(2008년04월28일)

그러나, 종래 기술에 따른 냉동 사이클 장치는 응축기에서 응축과정을 거친 냉매가 제1팽창밸브로 유동되는 도중에 압력 강하가 발생될 경우 압력손실에 의해 제1팽창밸브의 유량제어 범위를 벗어날 수 있고, 분지관을 통한 가스 인젝션이 충분하게 이루어지지 않게 되어 난방 능력 및 효율이 감소되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매의 압력 강하에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있는 냉동 사이클 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 냉방 운전시 냉매의 압력손실을 최소화하여 냉방 성능 및 효율을 높이는 냉동 사이클 장치를 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치는 저압측 압축기와 고압측 압축기의 냉매 유로가 직렬로 연결되어 냉매가 순차적으로 다단 압축되는 압축부와; 냉매가 응축되거나 증발되는 제1열교환기와; 냉매가 증발되거나 응축되는 제2열교환기와; 상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이에 설치된 기액분리기와; 상기 제1열교환기와 상기 기액분리기 사이에 설치된 제1팽창밸브와; 상기 기액분리기와 상기 제2열교환기 사이에 설치된 제2팽창밸브와; 상기 기액분리기에서 분리된 기상 냉매가 상기 저압측 압축기에서 토출된 냉매와 함께 상기 고압측 압축기로 유동되는 인젝션 유로와; 상기 제1열교환기와 제1팽창밸브 사이에 설치된 제3팽창밸브와; 상기 기액분리기와 제3팽창밸브 사이의 냉매가 상기 제1팽창밸브를 바이패스하게 설치된 제1팽창밸브 바이패스유로를 포함한다.

상기 제1열교환기와 상기 기액분리기는 액관으로 연결될 수 있고, 상기 제1팽창밸브는 상기 액관상에 설치될 수 있으며, 상기 제1팽창밸브 바이패스유로는 상기 액관과 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제1팽창밸브 바이패스유로는 일단이 상기 제1팽창밸브와 제3팽창밸브 사이에 연결될 수 있고, 타단이 상기 제1팽창밸브(22)와 기액분리기 사이에 연결될 수 있다.

상기 제1팽창밸브 바이패스유로에 설치되어 상기 바이패스 유로를 통과하는 냉매를 조절하는 바이패스밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 바이패스밸브는 상기 제 1 열교환기를 통과한 후 상기 제1팽창밸브를 향해 유동되는 냉매의 압력이 설정치 이하이면, 개방될 수 있다.

상기 바이패스밸브는 상기 제3팽창밸브의 개도가 설정개도 이하이면, 개방될 수 있다.

상기 냉동 사이클 장치는 냉방운전과 난방운전을 절환하는 운전절환밸브를 포함할 수 있고, 상기 바이패스밸브는 냉방운전시 개방될 수 있다.

본 발명은 제3팽창밸브를 통과한 냉매가 제1팽창밸브를 바이패스할 수 있어, 인젝션 유로로 충분한 냉매가 공급될 수 있고, 인젝션 유로를 통한 충분한 가스 인젝션에 의해 난방 성능 및 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 제1팽창밸브에 의한 냉매 유량 제어 범위를 벗어나는 영역일 경우, 제3팽창밸브를 통과한 냉매가 제1팽창밸브를 바이패스할 수 있어, 제1팽창밸브에 의한 효율적인 냉매 제어가 가능함과 동시에 난방 성능 및 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 냉방운전시 냉매가 제1팽창밸브를 바이패스할 수 있어, 냉매가 제1팽창밸브를 통과할 때 발생될 수 있는 냉매의 압력손실을 최소화할 수 있고, 난방운전시 가스 인젝션을 실시할수 있게 하면서 효율적인 냉방 운전이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 일실시예의 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 다른 실시예의 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 또 다른 실시예의 난방시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 또 다른 실시예의 난방시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 일실시예의 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

냉동 사이클 장치는 공기조화기나 냉장고에 적용될 수 있고, 이하 공기조화기에 적용되는 것으로 설명한다.

도 1을 참조하여 설명하면, 냉동 사이클 장치는 저압측 압축기(2)와 고압측 압축기(4)의 냉매 유로가 직렬로 연결되어 냉매가 순차적으로 다단 압축되는 압축부(5)를 포함한다.

압축부(5)는 저압측 압축기(2)의 출구와 고압측 압축기(4)의 입구가 압축기 연결유로(6)로 연결되고, 냉매는 저압측 압축기(2)의 입구유로(8)로 흡입되어 저압측 압축기(2)에서 압축되고, 이후 압축기 연결유로(6)를 통해 고압측 압축기(4)로 흡입되어 고압측 압축기(4)에서 압축되며, 고압측 압축기(4)의 출구유로(10)로 토출된다.

냉동 사이클 장치는 냉매가 응축되거나 증발되는 제1열교환기(12)와; 냉매가 증발되거나 응축되는 제2열교환기(14)를 포함하고, 제2열교환기(14)는 제1열교환기(12)가 응축기로 기능할 경우 증발기로 기능하고, 제1열교환기(12)가 증발기로 기능할 경우 응축기로 기능한다.

제1열교환기(12)는 냉매가 실내 공기와 열교환되는 것에 의해 실내 온도를 변화시키는 실내 열교환기로 구성되는 것도 가능하고, 냉매가 부동액 등의 열매체와 열교환되어 급탕을 하는 급탕 열교환기로 구성되는 것도 가능하다.

냉동 사이클 장치는 제1열교환기(12)는 실내 열교환기로 구성될 경우, 제1열교환기(12)로 실내 공기를 유동시키는 실내팬(13)이 포함될 수 있다.

냉동 사이클 장치는 제2열교환기(14)는 냉매가 실외 공기와 열교환되는 실외 열교환기 구성될 수 있고, 제2열교환기(14)로 실외 공기를 유동시키는 실외팬(15)이 포함될 수 있다.

냉동 사이클 장치는 제1열교환기(12)와 제2열교환기(13) 사이에 설치된 기액분리기(16)와, 제1열교환기(12)와 기액분리기(20) 사이에 설치된 제1팽창밸브(22)와; 기액분리기(16)와 제2열교환기(14) 사이에 설치된 제2팽창밸브(24)와; 기액분리기(16)에서 분리된 기상 냉매가 저압측 압축기(2)에서 토출된 냉매와 함께 고압측 압축기(4)로 유동되는 인젝션 유로(26)와; 제1열교환기(12)와 제1팽창밸브(22) 사이에 설치된 제3팽창밸브(28)를 포함한다.

기액분리기(16)는 제1열교환기(12)와 액관(18)으로 연결될 수 있고, 제2열교환기(14)는 기관(20)으로 연결될 수 있다.

제1팽창밸브(22)는 제3팽창밸브(28)에서 기액분리기(16)로 유동되는 냉매의 유량을 조절할 수 있고, 액관(18)상에 설치될 수 있다.

제2팽창밸브(24)는 기액분리기(16)에서 제2열교환기(14)로 유동되는 냉매를 팽창시켜 과열도를 조절할 수 있고, 기관(20)상에 설치될 수 있다.

인젝션 유로(26)는 일단(26A)이 기액분리기(16)에 연결되고 타단(26B)이 압축기 연결유로(6)에 연결될 수 있다.

제3팽창밸브(28)는 제1열교환기(12)를 통과한 냉매를 팽창시켜 과냉도를 조절할 수 있고, 액관(18)상에 설치될 수 있다.

제1팽창밸브(22)와, 제3팽창밸브(28)는 풀 오픈시의 내부 직경이 액관(18)의 직경보다 작게 형성되고, 냉매는 액관(18)을 통과하는 도중일 때와 제1팽창밸브(22)와 제3팽창밸브(28)를 통과할 때 압력이 강하된다.

냉동 사이클 장치는 기액분리기(16)와 제3팽창밸브(28) 사이의 냉매가 제1팽창밸브(22)를 바이패스하게 설치된 제1팽창밸브 바이패스유로(30)를 포함한다.

제1팽창밸브 바이패스유로(30)는 제3팽창밸브(28)를 통과한 냉매가 제1팽창밸브(22)를 바이패스한 후 기액분리기(16)로 유동되게 액관(18)에 연결될 수 있고, 액관(18)에 병렬로 연결되는 것이 바람직하다.

제1팽창밸브 바이패스유로(30)는 일단(30A)이 제1팽창밸브(22)와 제3팽창밸브(28) 사이에 연결되고, 타단(30B)이 제1팽창밸브(22)와 기액분리기(16) 사이에 연결된다.

냉동 사이클 장치는 제3팽창밸브(28)가 풀오픈되거나 개도 조절될 수 있는데, 과냉도 제어를 위해 제3팽창밸브(28)가 풀 오픈되지 않고 설정 개도로 개방되면, 제1열교환기(12)에서 응축된 냉매는 제3팽창밸브(28)를 통과하면서 압력이 강하된다. 제3팽창밸브(28)를 통과하면서 압력이 강하된 냉매는 그 전부가 제1팽창밸브(22)를 통과하게 되면, 제1팽창밸브(22)가 풀 오픈인 경우라도 제1팽창밸브(22)에서 압력이 강하되므로, 냉동 사이클 장치를 순환하는 냉매 특히, 인젝션 유로(26)를 통해 인젝션되는 냉매의 유량은 부족하게 된다.

한편, 제1팽창밸브(28)를 통과한 냉매 중 일부가 제1팽창밸브 바이패스유로(30)를 통과하게 되면, 냉매의 유량은 제1팽창밸브(28)를 통과한 냉매 전부가 제1팽창밸브(22)를 통과하는 경우 보다 증가되고, 인젝션 유로(26)를 통해 인젝션되는 냉매의 유량은 부족하지 않게 되며, 난방 능력 및 효율은 향상되게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 저압측 압축기(2)와 고압측 압축기(4)의 구동시, 저압측 압축기(2)는 냉매를 1차적으로 압축하여 압축기 연결유로(6)로 토출되고, 압축기 연결유로(6)로 토출된 냉매는 고압측 압축기(4)로 흡입되며, 고압측 압축기(4)는 냉매를 2차적으로 압축하여 토출한다.

고압측 압축기(4)에서 토출된 냉매는 제1열교환기(12)로 유동되어 제1열교환기(12)를 통과하면서 응축되고, 이후 제3팽창밸브(28)을 통과하면서 과냉된다. 제3팽창밸브(28)를 통과한 냉매는 일부가 제1팽창밸브(22)로 유동되어 제1팽창밸브(22)에서 팽창되고, 나머지가 제1팽창밸브바이패스유로(30)를 통과한다.

제1팽창밸브(22)를 통과한 냉매와 제1팽창밸브 바이패스유로(30)를 통과한 냉매는 합쳐진 후 기액분리기(16)로 유입되고, 기액분리기(16) 내에서 기상냉매와 액냉매가 분리된다.

기액분리기(16)의 액냉매는 제2팽창밸브(24)를 통과하면서 팽창되고, 제2열교환기(14)에서 증발된다. 제2열교환기(14)에서 증발된 냉매는 저압측 압축기(4)의 입구유로(8)을 통해 저압측 압축기(2)로 흡입되어 다시 압축된다.

기액분리기(16)의 기상냉매는 인젝션 유로(26)를 통해 압축기 연결유로(6)로 유동되고, 저압측 압축기(2)에서 토출된 냉매와 혼합되어 고압측 압축기(4)로 흡입되고, 냉매는 상기와 같이 순환되면서 제1열교환기(12)가 실내를 난방시킨다.

상기와 같은 냉매의 순환시, 제3팽창밸브(28)에서 팽창된 냉매 전부가 제1팽창밸브(22)를 통과하게 되면, 제1팽창밸브(22)가 풀 오픈인 경우라도 냉매량이 부족하게 되는데, 제3팽창밸브(28)에서 팽창된 냉매가 제1팽창밸브(22)가 제1팽창밸브바이패스유로(30)로 분산되므로, 제3팽창밸브(28)에서 팽창된 냉매 전부가 제1팽창밸브(22)를 통과하는 경우 냉매의 압력손실은 감소되고, 기액분리기(16)로 유입되는 냉매의 량은 많게 되고, 냉동 사이클 장치를 순환하는 냉매의 유량은 증대되며, 인젝션 유로(26)를 통해 인젝션되는 냉매의 유량은 증대되며, 제1열교환기(12)에 의한 난방 성능 및 효율은 증대된다.

도 2는 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 다른 실시예의 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

도 2을 참조하여 설명하면, 냉동 사이클 장치는, 제1팽창밸브 바이패스유로(30)에 설치되어 상기 바이패스 유로를 통과하는 냉매를 조절하는 바이패스밸브(32)를 더 포함하고, 바이패스밸브(32) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 일실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

바이패스밸브(32)는 전자팽창밸브나 전자개폐밸브 중 하나로 이루어질 수 있고, 상대적으로 비용이 저렴한 전자개폐밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

바이패스밸브(32)는 제1열교환기(12)를 통과한 후 제1팽창밸브(22)를 향해 유동되는 냉매의 압력이 설정치 이하이면, 개방될 수 있다.

바이패스밸브(32)는 제1열교환기(12)를 통과한 후 제1팽창밸브(22)를 향해 유동되는 냉매의 압력이 설정치 초과이면, 폐쇄될 수 있다.

냉동 사이클 장치는 제3팽창밸브(28)와 제1팽창밸브(22) 사이에 압력을 감지할 수 있는 압력 센서 또는 압력 스위치(미도시)가 설치될 수 있고, 압력센서 또는 압력 스위치에서 감지된 냉매의 압력에 따라 바이패스 밸브(32)가 개폐될 수 있다.

냉동 사이클 장치는 제3팽창밸브(28)와 제1팽창밸브(22) 사이에 온도를 감지할 수 있는 온도센서(미도시)가 설치될 수 있고, 온도센서에서 감지된 냉매의 온도로부터 환산된 냉매의 압력에 따라 바이패스 밸브(32)가 개폐될 수 있다.

제3팽창밸브(28)와 제1팽창밸브(22) 사이를 통과하는 냉매의 압력이 설정치 이하이면, 제3팽창밸브(28)의 팽창에 따른 냉매의 압력손실과, 냉매가 액관(18)을 이동할 때 발생되는 냉매의 압력손실이 크기 때문에, 바이패스 밸브(32)를 개방하여 제1팽창밸브(22)를 통과한 냉매 중 일부 냉매가 제1팽창밸브(22)로 유동되게 하고 나머지 냉매가 제1팽창밸브 바이패스유로(30)로 유동되게 한다.

상기와 같은 바이패스 밸브(32)의 개방시, 제1팽창밸브(22)로 유동되는 냉매는 제1팽창밸브(22)의 유량 제어 범위에 포함될 수 있고, 기액분리기(16)로 유입되는 냉매량은 많게 되며, 냉동 사이클 장치를 순환하는 냉매의 유량 및 인젝션 유로(26)를 통해 인젝션되는 냉매의 유량은 증대되고, 난방 성능 및 효율은 상승된다.

한편, 제3팽창밸브(28)와 제1팽창밸브(22) 사이를 통과하는 냉매의 압력이 설정치 초과이면, 제3팽창밸브(28)의 팽창과 냉매의 이동에 의한 냉매의 압력손실이 상대적으로 크지 않기 때문에, 바이패스 밸브(32)를 폐쇄하여 제3팽창밸브(28)를 통과한 냉매 전부가 제1팽창밸브(22)로 유동되게 하고, 냉동 사이클 장치는 제1팽창밸브(22)의 개도 조절에 의해 기액분리기(16)로 유동되는 냉매의 양을 조절할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 또 다른 실시예의 난방시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 냉동 사이클 장치 또 다른 실시예의 난방시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 냉동 사이클 장치는 난방운전과 냉방운전을 절환하는 운전절환밸브(40)를 포함한다.

운전절환밸브(40)는 저압측 압축기(2)의 입구유로(8)와 고압측 압축기(4)의 출구유로(10)가 연결되고, 제1열교환기(12)와 제1압축기 연결유로(41)로 연결되며, 제2열교환기(14)와 제2압축기 연결유로(42)로 연결된다.

냉동 사이클 장치는 제1열교환기(12)와 실내팬(13)과 제3팽창밸브(28)가 실내기(I)에 설치될 수 있고, 압축부(5)와 실외열교환기(14)와 실외팬(15)와 기액분리기(16)와 제1팽창밸브(22)와 제2팽창밸브(24)와 인젝션 유로(26)와 제1팽창밸브바이패스유로(30)가 실외기(O)에 설치될 수 있다.

냉방운전은 도 3에 도시된 바와 같이, 고압측 압축기(4)에서 토출된 냉매를 제2열교환기(14)로 유동시키고, 제1열교환기(12)에서 유동된 냉매를 저압측 압축기(2)로 유동시키는 운전이다.

냉방운전시 제2팽창밸브(24)는 풀오픈되거나 과냉도 제어를 위해 설정개도로 제어될 수 있고, 제1팽창밸브(22)는 풀오픈될 수 있으며, 제3팽창밸브(28)는 과열도 제어를 위해 설정개도로 제어될 수 있다.

냉방운전시 냉매는 도 3에 도시된 바와 같이, 저압측 압축기(2)와, 고압측 압축기(4)와, 제2열교환기(14)와 제2팽창밸브(24)와 기액분리기(16)를 순차적으로 통과하고, 제1팽창밸브(22)와 바이패스 밸브(32) 중 적어도 하나를 통과하고, 이후 제3팽창밸브(28)와 제1열교환기(12)를 순차적으로 통과한 후 저압측 압축기(2)로 흡입될 수 있다.

바이패스밸브(32)는 냉방운전시 개방되어, 제1팽창밸브(22)에 의한 압력 강하를 최소화하고, 냉매의 압력 손실을 최소화하는 것에 의해 냉방 성능 및 효율을 높일 수 있다.

난방운전은 도 4에 도시된 바와 같이, 고압측 압축기(4)에서 토출된 냉매를 제1열교환기(12)로 유동시키고 제2열교환기(14)에서 유동된 냉매를 저압측 압축기(2)로 유동시키는 운전이다.

난방운전시, 제3팽창밸브(24)는 과냉도 제어를 위해 설정개도로 제어될 수 있고, 제1팽창밸브(22)는 기액분리기(16)로 유동되는 냉매량 조절을 위해 설정개도로 제어되거나 풀오픈될 수 있으며, 제2팽창밸브(24)는 과열도 제어를 위해 설정개도로 제어될 수 있다.

난방운전시 냉매는 도 4에 도시된 바와 같이, 저압측 압축기(2)와, 고압측 압축기(4)와, 제1열교환기(11)와 제3팽창밸브(28)를 순차적으로 통과하고, 제1팽창밸브(22)와 바이패스 밸브(32) 중 적어도 하나를 통과하며, 기액분리기(16)에서 액상냉매와 기상냉매가 분리된다. 액상 냉매는 제2팽창밸브(24)와 제2열교환기(14)를 순차적으로 통과한 후 저압측 압축기(2)로 흡입되고, 기상 냉매는 인젝션 유로(26)를 통과한 후 고압측 압축기(4)로 흡입된다.

바이패스 밸브(32)는 난방운전시 제3팽창밸브(28)의 개도가 설정개도 이하이면 개방될 수 있고, 제3팽창밸브(28)의 개도가 설정개도 초과이면 폐쇄될 수 있다.

제3팽창밸브(28)는 과냉도 제어를 위해 그 개도가 증가되거나 감소될 수 있는데, 제3팽창밸브(28)의 현재 개도가 설정치 이하로 낮은 상태 즉, 냉매가 제3팽창밸브(28)에서 과도하게 팽창되어 압력손실이 크게 될 경우, 제3팽창밸브(28)에서 팽창된 냉매가 제1팽창밸브(22)의 유량 제어 범위를 만족하지 못하게 되므로, 바이패스 밸브(32)가 개방되어 제1팽창밸브(22)로 유동되는 냉매가 제1팽창밸브(22)의 유량 제어 범위를 만족하게 하고, 압축부(2)로 충분한 가스 인젝션이 가능하게 한다.

한편, 제3팽창밸브(28)의 현재 개도가 설정치 초과로 높은 상태 즉, 냉매가 제3팽창밸브(28)에서 과도하지 않게 팽창되어 압력손실이 상대적으로 크지 않는 경우, 제3팽창밸브(28)에서 팽창된 냉매가 제1팽창밸브(22)의 유량 제어 범위를 만족하므로, 바이패스 밸브(32)가 폐쇄되어, 기액분리기(16)로 유동되는 냉매의 양을 조절할 수 있게 된다.

2; 저압측 압축기 4: 고압측 압축기
12: 제1열교환기 14: 제2열교환기
16: 기액분리기 22: 제1팽창밸브
24: 제2팽창밸브 26: 인젝션유로
30: 제1팽창밸브 바이패스유로 32: 바이패스 밸브
40: 운전절환밸브

Claims

저압측 압축기와 고압측 압축기의 냉매 유로가 직렬로 연결되어 냉매가 순차적으로 다단 압축되는 압축부와;
냉매가 응축되거나 증발되는 제1열교환기와;
냉매가 증발되거나 응축되는 제2열교환기와;
상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이에 설치된 기액분리기와;
상기 제1열교환기와 상기 기액분리기 사이에 설치된 제1팽창밸브와;
상기 기액분리기와 상기 제2열교환기 사이에 설치된 제2팽창밸브와;
상기 기액분리기에서 분리된 기상 냉매가 상기 저압측 압축기에서 토출된 냉매와 함께 상기 고압측 압축기로 유동되는 인젝션 유로와;
상기 제1열교환기와 제1팽창밸브 사이에 설치된 제3팽창밸브와;
상기 기액분리기와 제3팽창밸브 사이의 냉매가 상기 제1팽창밸브를 바이패스하게 설치된 제1팽창밸브 바이패스유로를 포함하는 냉동 사이클 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1열교환기와 상기 기액분리기는 액관으로 연결되고,
상기 제1팽창밸브는 상기 액관상에 설치되며,
상기 제1팽창밸브 바이패스유로는 상기 액관과 병렬로 연결된 냉동 사이클 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1팽창밸브 바이패스유로는 일단이 상기 제1팽창밸브와 제3팽창밸브 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1팽창밸브(22)와 기액분리기 사이에 연결된 냉동 사이클 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1팽창밸브 바이패스유로에 설치되어 상기 바이패스 유로를 통과하는 냉매를 조절하는 바이패스밸브를 더 포함하는 냉동 사이클 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 바이패스밸브는 상기 제 1 열교환기를 통과한 후 상기 제1팽창밸브를 향해 유동되는 냉매의 압력이 설정치 이하이면, 개방되는 냉동 사이클 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 바이패스밸브는 상기 제3팽창밸브의 개도가 설정개도 이하이면, 개방되는 냉동 사이클 장치.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉동 사이클 장치는 냉방운전과 난방운전을 절환하는 운전절환밸브를 포함하고,
상기 바이패스밸브는 냉방운전시 개방되는 냉동 사이클 장치.