KR101173736B1 - 냉장 및 냉동 복합 공조시스템 - Google Patents

냉장 및 냉동 복합 공조시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101173736B1
KR101173736B1 KR1020090130926A KR20090130926A KR101173736B1 KR 101173736 B1 KR101173736 B1 KR 101173736B1 KR 1020090130926 A KR1020090130926 A KR 1020090130926A KR 20090130926 A KR20090130926 A KR 20090130926A KR 101173736 B1 KR101173736 B1 KR 101173736B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerating
refrigerant
air conditioning
refrigeration
unit
Prior art date
Application number
KR1020090130926A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110074073A (ko
Inventor
최재혁
유윤호
곽태희
정백영
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020090130926A priority Critical patent/KR101173736B1/ko
Publication of KR20110074073A publication Critical patent/KR20110074073A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101173736B1 publication Critical patent/KR101173736B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00—Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/385—Dispositions with two or more expansion means arranged in parallel on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02743—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using three four-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

본 발명은 공조 및 냉동/냉장 복합시스템에 관한 것이다. 본 발명에서는, 공조를 위한 냉매가 순환되는 공조용 압축기, 실외열교환기 및 실내열교환기를 포함하는 공조부; 냉장을 위한 냉매가 순환되는 냉장용 압축기, 냉장용 응축기 및 냉장용 증발기를 포함하는 냉장부; 상기 공조부의 냉매와 상기 냉장부의 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 열교환부; 및 상기 냉장용 압축기에서 압축된 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기 및 열교환부를 유동하거나 상기 열교환부만 유동하도록 제어하는 전환부재; 를 포함한다. 본 발명에 의하면, 보다 효율적으로 공조 및 냉장이 가능하게 되는 이점이 있다.
공조시스템, 공조부, 냉장부, 냉동부, 캐스캐이드 열교환기

Description

냉장 및 냉동 복합 공조시스템{Refrigerating and freezing combine air conditioning system}
본 발명은 공조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내공간의 냉난방, 및 물품의 냉장 및 냉동이 가능한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템에 관한 것이다.
공조시스템이란, 열교환사이클을 유동하는 냉매와 실내공기 및 실외공기와의 열교환에 의하여 실내공간을 냉난방하는 것이다. 최근에는, 실내공간의 공조뿐만 아니라 물품의 냉장 및 냉동을 위한 냉장기능을 포함하는 시스템이 요구되는 실정이다.
발 발명의 목적은, 실내공간의 공조 및 물품의 냉장 및 냉동이 가능하도록 구성되는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일실시예는, 공조를 위한 냉매가 순환되는 공조용 압축기, 실외열교환기 및 실내열교환기를 포함하는 공조부; 냉장을 위한 냉매가 순환되는 냉장용 압축기, 냉장용 응축기 및 냉장용 증발기를 포함하는 냉장부; 상기 공조부의 냉매와 상기 냉장부의 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 열교환부; 및 상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기 및 열교환부를 통과하거나 상기 열교환부만 통과하도록 제어하는 전환부재; 를 포함한다.
본 발명에 의하면, 보다 효율적으로 공조 및 냉장이 가능하게 되는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템의 제1실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템의 제1실시예를 보인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 제1실시예에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템은, 공 조부(100), 냉장부(200) 및 냉동부(300)를 포함한다. 상기 공조부(100)는 실내공간을 공조, 즉 냉방 또는 난방시키고, 상기 냉장부(200) 및 냉동부(300)는 물품의 냉장 또는 냉동을 위한 냉기를 제공한다.
보다 상세하게는, 공조부(100)에는 공조용 압축기(110)가 구비된다. 상기 공조용 압축기(110)는 상기 공조부(100)를 유동하는 냉매를 압축시킨다. 상기 공조용 압축기(110)의 입구측에는 어큐뮬레이터(111)가 구비된다. 상기 어큐뮬레이터(111)는 상기 공조용 압축기(110)로 흡입되는 냉매 중 액상의 냉매를 분리하는 역할을 한다.
또한 상기 공조부(100)에는 실외열교환기(120) 및 실내열교환기(130)가 구비된다. 상기 실외열교환기(120)에서는 냉매와 실외공기와의 열교환이 이루어진다. 그리고 상기 실내열교환기(130)에서는 냉매와 실내공기와의 열교환이 이루어진다. 상기 실외열교환기(120) 및 실내열교환기(130)는, 냉방모드에서는 각각 응축기 및 증발기의 역할을 하고, 난방모드에서는 각각 증발기 및 응축기의 역할을 한다.
상기 공조부(100)에는 제1 및 제2송풍팬(121)(131)이 구비된다. 상기 제1 및 제2송풍팬(121)(131)은, 각각 상기 실외열교환기(120) 및 실내열교환기(130)를 유동하는 냉매와 열교환되는 실외공기 또는 실내공기를 유동시키는 역할을 한다.
그리고 상기 공조부(100)에는 제1사방밸브(141)가 구비된다. 상기 제1사방밸브(141)는 냉방 또는 난방모드여부에 따라서 상기 공조용 압축기(110)에서 압축된 냉매를 상기 실외열교환기(120) 또는 실내열교환기(130)로 전달하는 역할을 한다. 보다 상세하게는, 상기 제1사방밸브(141)는, 냉방모드의 경우에는 상기 공조 용 압축기(110)에서 압축된 냉매가 상기 실외열교환기(120)로 전달되도록 전환되고, 난방모드의 경우에는 상기 공조용 압축기(110)에서 압축된 냉매가 상기 실내열교환기(130)로 전달되도록 전환된다.
또한 상기 공조부(100)에는 제1 내지 제3팽창밸브(151)(153)(155)가 구비된다. 상기 제1 및 제2팽창밸브(151)(153)는, 상기 실외열교환기(120)와 실내열교환기(130)를 연결하는 냉매관에 상기 실외열교환기(120) 또는 실내열교환기(130)에 인접되게 위치된다. 그리고 상기 제3팽창밸브(155)는, 상기 실외열교환기(120)와 실내열교환기(130)를 연결하는 냉매관 및 상기 공조용 압축기(110)의 입구측(실질적으로는 상기 어큐뮬레이터(111)의 입구측) 냉매관에 양단이 연결되는 냉매관에 위치된다. 이때 상기 제3팽창밸브(155)가 위치되는 냉매관의 일단은, 상기 제1 및 제2팽창밸브(151)(153) 사이에 해당하는 상기 실외열교환기(120) 및 실내열교환기(130)를 연결하는 냉매관에 연결된다.
한편 상기 냉장부(200)는, 냉장용 압축기(210), 냉장용 응축기(220) 및 냉장용 증발기(230)를 포함한다. 상기 냉장용 압축기(210)는 상기 냉장부(200)를 유동하는 냉매를 압축시키는 역할을 한다. 상기 냉장용 응축기(220)는 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매를 공기와의 열교환에 의하여 응축시킨다. 그리고 상기 냉장용 증발기(230)는 상기 냉장용 응축기(220) 또는/및 후술할 제2캐스캐이드 열교환기(500)에서 응축된 냉매를 공기와의 열교환에 의하여 증발시킨다.
그리고 상기 냉장부(200)에는 제3 및 제4송풍팬(221)(231)이 구비된다. 상기 제3 및 제4송풍팬(221)(231)은 상기 냉장용 응축기(220) 또는 냉장용 증발 기(230)를 유동하는 냉매와의 열교환을 위하여 상기 냉장용 응축기(220) 또는 냉장용 증발기(230)를 향하여 공기를 유동시키는 역할을 한다. 실질적으로, 상기 제4송풍팬(231)에 의하여 상기 냉장용 증발기(230)를 향하여 유동되는 공기에 의하여 물품의 냉장이 이루어진다.
상기 냉장부(200)에는 제2 및 제3사방밸브(241)(243)가 구비된다. 상기 제2사방밸브(241)는, 상기 공조부(100)의 모드에 따라서 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기(220) 및 제1캐스캐이드 열교환기(400)를 유동하는 순서가 가변되도록 전환된다. 보다 상세하게는, 상기 공조부(100)가 냉방모드인 경우에는, 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기(220) 및 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 순서로 유동되도록 상기 제2사방밸브(241)가 전환된다. 그리고 상기 공조부(100)가 난방모드인 경우에는, 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매가 제1캐스캐이드 열교환기(400) 및 상기 냉장용 응축기(220)의 순서로 유동되도록 상기 제2사방밸브(241)가 전환된다. 한편 상기 제3사방밸브(243)는, 외기조건에 따라서 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기(220)를 선택적으로 유입되도록 한다. 보다 상세하게는, 상기 제3사방밸브(243)는, 실외공기의 온도가 현저히 낮은 경우에는, 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기(220)로 유입되지 않고, 제1캐스캐이드 열교환기(400)로 유입되도록 한다.
또한 상기 냉장부(200)에는, 제4 및 제5팽창밸브(251)(253)가 구비된다. 상기 제4팽창밸브(251)는, 상기 냉장용 증발기(230)의 입구측의 냉매관에 위치된다. 그리고 상기 제5팽창밸브(253)는 상기 냉장용 증발기(230)의 입구측 및 출구측 냉매관에 그 양단이 연결되는 냉매관에 위치된다. 상기 제4 및 제5팽창밸브(251)(253)의 개도가 조절됨으로써, 제2캐스캐이드 열교환기(500)로 유입되는 냉매의 양이 조절될 수 있다.
상기 냉동부(300)는, 냉동용 압축기(310), 냉동용 응축기(320) 및 냉동용 증발기(330)를 포함한다. 상기 냉동용 압축기(310)에서는 상기 냉동부(300)를 순환하는 냉매의 압축이 이루어진다. 상기 냉동용 응축기(320)는 상기 냉동용 압축기(310)에서 압축된 냉매를 실외공기와의 열교환에 의하여 응축한다. 그리고 상기 냉동용 증발기(330)는 상기 냉동용 응축기(320)에서 응축된 냉매를 실내공기와의 열교환에 의하여 증발한다.
또한 상기 냉동부(300)에는 제5 및 제6송풍팬(321)(331)이 구비된다. 상기 제5 및 제6송풍팬(321)(331)은, 각각 상기 냉동용 응축기(320) 및 냉동용 증발기(330)를 향하여 공기를 유동시킨다. 그리고 상기 제6송풍팬(331)에 의하여 상기 냉동용 증발기(330)를 향하여 유동되어 상기 냉동용 증발기(330)를 유동하는 냉매와 열교환된 공기에 의하여 물품의 냉동이 이루어진다.
상기 냉동부(300)에는 제6팽창밸브(341)가 구비된다. 상기 제6팽창밸브(341)는 상기 냉동용 증발기(330)의 입구측의 냉매관에 위치된다.
한편 본 제1실시예에서는, 상기 공조부(100) 및 냉장부(200) 사이와 상기 냉장부(200) 및 냉동부(300) 사이에 각각 캐스캐이드 열교환기(400)(500)가 위치된다. 상기 캐스캐이드 열교환기(400)는, 상기 공조부(100), 냉장부(200) 및 냉동 부(300) 전체의 효율의 증가 및 소비전력의 감소를 위하여, 상대적으로 성능계수(Coefficient Of Performance, COP)가 낮은 상기 냉장부(200) 또는 냉동부(300)가 상대적으로 COP가 높은 상기 공조부(100) 또는 냉장부(200)로부터 응축열을 회수한다.
상기 캐스캐이드 열교환기(400)(500)에는 각각 냉매가 유동되는 제1 및 제2유로(410)(420)(510)(520)가 구비되고, 상기 유로를 유동하는 냉매 사이의 열전달이 열전달부재(미도시)에 의하여 이루어진다. 설명의 편의상, 상기 공조부(100) 및 냉장부(200) 사이의 것을 제1캐스캐이드 열교환기(400)라 칭하고, 상기 냉장부(200) 및 냉동부(300) 사이의 것을 제2캐스캐이드 열교환기(500)라 칭한다.
상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)는, 상기 공조부(100)의 냉매와 상기 냉장부(200)의 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 한다. 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)에서 열교환하는, 상기 공조부(100)의 냉매는 상기 냉장부(200)의 냉매에 비하여 상대적으로 저압이다. 따라서 상대적으로 저압인 상기 공조부(100)의 냉매는 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)에서의 열교환에 의하여 증발된다. 그리고 상대적으로 고압인 상기 냉장부(200)의 냉매는 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)에서의 열교환에 의하여 응축된다. 이와 같이 상기 냉장부(200)의 냉매가 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)에서의 열교환에 의하여 응축됨으로써, 상대적으로 COP가 높은 상기 공조부(100)로부터 상대적으로 COP가 낮은 상기 냉장부(200)로의 응축열의 회수가 이루어진다. 이를 위하여 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1 및 제2유로(410)(420)에는 상기 공조부(100)를 순환하는 냉매와 상기 냉장부(200) 를 순환하는 냉매가 각각 유동되고, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 열교환부재에 의하여 2개의 냉매 사이에 열교환이 이루어진다.
그리고 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)는, 상기 냉장부(200)의 냉매와 상기 냉동부(300)의 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 한다. 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)에서 열교환하는, 상기 냉장부(200)의 냉매는 상기 냉동부(300)의 냉매에 비하여 상대적으로 저압이다. 따라서 상대적으로 저압인 상기 냉장부(200)의 냉매는 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)에서의 열교환에 의하여 증발된다. 그리고 상대적으로 고압인 상기 냉동부(300)의 냉매는 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)에서의 열교환에 의하여 응축된다. 이와 같이 상기 냉동부(300)의 냉매가 증발됨으로써, 상대적으로 COP가 높은 상기 냉장부(200)로부터 상대적으로 COP가 낮은 상기 냉동부(300)로의 응축열의 회수가 이루어진다. 이를 위하여 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제1 및 제2유로(510)(520)에는 상기 냉장부(200)를 순환하는 냉매와 상기 냉동부(300)를 순환하는 냉매가 유동되고, 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 열교환부재에 의하여 2개의 냉매 사이에 열교환이 이루어진다.
미설명 도면부호 430은 수액기이다. 상기 수액기(430)에는 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)를 통과한 상기 냉장부(200)의 냉매가 상기 제4 또는 제5팽창밸브(241)(243)를 통과하기 전에 액상의 상태로 저장된다.
이하에서는 본 발명에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템의 제1실시예의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저 본 제1실시예에 의한 공조 및 냉장/냉동모드를 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템의 제1실시예에 의한 냉방 및 냉장/냉동모드에서의 냉매의 흐름을 보인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 공조부(100)에서는, 냉방모드의 경우에 공조용 압축기(110)에서 제1사방밸브(141)에 의하여 압축된 냉매가 실외열교환기(120)로 전달된다. 상기 실외열교환기(120)로 전달된 냉매는 제1송풍팬(121)에 의하여 실외공기와 열교환되어 응축된다.
그리고 상기 실외열교환기(120)에서 응축된 냉매는 제2팽창밸브(153)에 의하여 팽창되어 실내열교환기(130)로 전달된다. 상기 실내열교환기(130)로 전달된 냉매는 제2송풍팬(131)에 의하여 상기 실내열교환기(130)를 향하여 유동되는 실내공기와 열교환하여 증발되고, 열교환된 실내공기가 실내로 전달되어 실내공간의 냉방이 이루어진다. 상기 실내열교환기(130)를 유동하여 증발된 냉매는 상기 공조용 압축기(110)로 전달된다.
한편 상기 실외열교환기(120)에서 응축된 냉매의 일부는 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동한다. 이때 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)는, 제3팽창밸브(155)에 의하여 팽창되는 상기 공조부(100)의 저압측 냉매가 유동된다.
냉장부(200)의 경우에는, 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매는 제2 및 제3사방밸브(241)(243)에 의하여 냉장용 응축기(220) 및 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 순서로 순환한다. 먼저 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매는 상기 냉장용 응축기(220)로 전달된다. 상기 냉장용 응축기(220)로 전달된 냉매는 제 3송풍팬(221)에 의하여 상기 냉장용 응축기(220)를 향하여 유동되는 공기와 열교환되어 응축된다.
다음으로 상기 냉장용 응축기(220)에서 응축된 냉매는 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동한다. 그리고 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동하는 상기 공조부(100)의 냉매와 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매 사이에 열교환이 이루어진다. 그런데 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동하는 상기 공조부(100)의 냉매는, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매에 비하여 상대적으로 저압이다. 따라서 상대적으로 저압인 상기 공조부(100)의 냉매는 증발되고, 상대적으로 고압인 상기 냉장부(200)의 냉매는 응축된다.
그리고 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)를 유동하면서 응축된 상기 냉장부(200)의 냉매는, 냉장용 증발기(230)로 전달되어 제3송풍팬(221)에 의하여 상기 냉장용 증발기(230)를 향하여 유동되는 공기와 열교환되어 증발되고, 증발된 공기에 의하여 냉장이 이루어진다. 상기 냉장용 증발기(230)에서 증발된 냉매는 상기 냉장용 압축기(210)로 전달된다.
한편 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하여 응축된 상기 냉장부(200)의 냉매의 일부는, 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제1유로(510)로 유동된다. 이때 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제1유로(510)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매는 제5팽창밸브(253)에 의하여 팽창된다.
냉동부(300)의 경우에는, 냉동용 압축기(310)에서 압축된 냉매가 냉동용 응축기(320)로 유동된다. 상기 냉동용 응축기(320)로 유동된 냉매는, 제5송풍팬(321)에 의하여 상기 냉동용 응축기(320)를 향하여 유동되는 공기에 의하여 응축된다.
상기 냉동용 응축기(320)에서 응축된 냉매는, 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제2유로(520)를 유동한다. 그리고 상기 냉장부(200)의 냉매 및 냉동부(300)의 냉매는, 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)에 의하여 열교환된다. 그런데 상술한 바와 같이, 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제1유로(510)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매는, 상기 제5팽창밸브(253)에 의하여 팽창됨으로써, 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제2유로(520)를 유동하는 상기 냉동부(300)의 냉매에 비하여 상대적으로 저압이다. 따라서 상대적으로 저압인 상기 냉장부(200)의 냉매는 증발되고, 상대적으로 고압인 상기 냉동부(300)의 냉매는 응축된다.
그리고 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제2유로(520)를 유동하면서 응축된 상기 냉동부(300)의 냉매는 냉동용 증발기(330)로 전달된다. 상기 냉동용 증발기(330)로 전달된 냉매는, 제6송풍팬(331)에 의하여 상기 냉동용 증발기(330)를 향하여 유동되는 공기와의 열교환에 의하여 증발되고, 열교환된 공기에 의하여 냉동이 이루어진다.
다음으로 본 제1실시예에 의한 난방 및 냉장/냉동모드를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 난방 및 냉장/냉동모드에서의 냉매의 흐름을 보인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 공조부(100)에서는, 난방모드의 경우에 공조용 압축기(110)에서 제1사방밸브(141)에 의하여 압축된 냉매가 실내열교환기(130)로 전달된다. 상기 실내열교환기(130)로 전달된 냉매는 제2송풍팬(131)에 의하여 실내공기와 열교환되어 응축되고, 열교환된 공기에 의하여 실내의 난방이 이루어진다.
상기 실내열교환기(130)에서 응축된 냉매는 제1팽창밸브(151)에 의하여 팽창되어 실외열교환기(120)로 전달된다. 상기 실외열교환기(120)로 전달된 냉매는, 제1송풍팬(121)에 의하여 유동되는 실외공기와 열교환되어 증발된다. 그리고 상기 실외열교환기(120)를 유동하여 증발된 냉매는 상기 공조용 압축기(110)로 전달된다.
한편 상기 실내열교환기(130)에서 응축된 냉매의 일부는 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동한다. 이때 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)에는, 제3팽창밸브(155)에 의하여 팽창된 상기 공조부(100)의 저압측 냉매가 유동된다.
냉장부(200)의 경우에는, 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매는 제2 및 제3사방밸브(241)(243)에 의하여 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400) 및 냉장용 응축기(220)의 순서로 순환한다. 이는 난방모드에 비하여 상대적으로 낮은 온도의 외기조건을 고려하여 상기 냉장부(200)의 냉매의 효율적인 응축을 위함이다. 보다 상세하게는, 난방모드는 외기의 온도가 낮은 경우에 수행된다. 따라서 외기에 비하여 상대적으로 고온인 상기 공조부(100)의 냉매와 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)에서 응축된 후에 상기 냉장용 응축기(220)에서 응축됨으로써, 상기 냉장 부(200)의 냉매의 응축효율이 증진된다.
상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매는 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동한다. 그런데 상술한 바와 같이, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동하는 상기 공조부(100)의 냉매는 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매에 비하여 상대적으로 저압이다. 따라서 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동하는 상기 공조부(100)의 냉매는 증발되고, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매는 응축된다.
그리고 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)를 유동하면서 응축된 냉매는, 상기 냉장용 응축기(220)로 전달된다. 상기 냉장용 응축기(220)로 전달된 냉매는 제3송풍팬(221)에 의하여 상기 냉장용 응축기(220)를 향하여 유동되는 공기와 열교환되어 응축된다.
상기 냉장용 응축기(220)를 유동하면서 응축된 냉매는, 냉장용 증발기(230)로 전달되어 제3송풍팬(221)에 의하여 상기 냉장용 증발기(230)를 향하여 유동되는 공기와 열교환되어 증발되고, 증발된 공기에 의하여 냉장이 이루어진다. 상기 냉장용 증발기(230)에서 증발된 냉매는 상기 냉장용 압축기(210)로 전달된다.
한편 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하여 응축된 상기 냉장부(200)의 냉매의 일부는, 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제1유로(510)로 유동된다. 이때 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)의 제1유로(510)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매는 제5팽창밸브(253)에 의하여 팽창된다.
또한 냉동부(300)의 경우 및 상기 제2캐스캐이드 열교환기(500)에서의 상기 냉장부(200) 및 냉동부(300)의 냉매 사이의 열교환은, 상술한 본 발명에 의한 냉방 및 냉장/냉동모드의 경우와 동일하다고 할 수 있다. 따라서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음으로 본 실시예에 의한 한냉조건하의 난방 및 냉장/냉동모드를 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 한냉조건하의 난방 및 냉장/냉동모드에서의 냉매의 흐름을 보인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 한냉조건하의 난방 및 냉장/냉동모드의 경우에, 공조부(100) 및 냉동부(300)에서의 냉매의 흐름은 상술한 난방 및 냉장/냉동모드에서의 냉매의 흐름과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
한편 냉장부(200)의 경우에는, 제2 및 제3사방밸브(241)(243)가 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매가 제1캐스캐이드 열교환기(400) 및 순환하고, 냉장용 응축기는 순환하지 않도록 전환된다. 다시 말하면, 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매는 상기 제2사방밸브(241)의 전환에 의하여 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)를 유동하고, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)를 유동한 냉매는 상기 제3사방밸브(243)의 전환에 의하여 상기 냉장용 응축기(220)를 거치지 않고 냉장용 증발기(230)로 유동된다. 이는 외기의 온도가 과도하게 낮은 경우에, 상기 냉장용 응축기(220)에 의한 응축이 불리해질 수 있으므로, 상기 냉장부(200)의 냉매가 상기 냉장용 응축기(220)를 거치지 않고 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)만 통과하 면서 응축되도록 하는 것이다. 예를 들면, 상기 제2 및 제3사방밸브(241)(243)는 외기조건이 제상조건에 해당하는 경우에 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매를 상기 냉장용 응축기(220)를 거치지 않고 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)만 통과하도록 할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 냉장용 압축기(210)에서 압축된 냉매는, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동한다. 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매는, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동하는 상기 공조부(100)의 냉매에 비하여 상대적으로 고압이다. 따라서 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제2유로(420)를 유동하는 상기 냉장부(200)의 냉매는, 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)의 제1유로(410)를 유동하는 상기 공조부(100)의 냉매와의 열교환에 의하여 응축된다.
그리고 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)를 순환하면서 응축된 상기 냉장부(200)의 냉매는, 상기 냉장용 증발기(230)로 전달된다. 상기 냉장용 증발기(230)로 전달된 냉매는, 제4송풍팬(231)에 의하여 상기 냉장용 증발기(230)를 향하여 유동하는 공기와의 열교환에 의하여 증발된다. 또한 상기 제1캐스캐이드 열교환기(400)에서 응축된 상기 냉장부(200)의 냉매의 일부는 제4팽창밸브(251)에 의하여 팽창되어 제2캐스캐이드 열교환기(500)를 유동하면서 상기 냉동부(300)의 냉매와 열교환되어 증발된다. 이는 상술한 본 실시예의 난방 및 냉장/냉동모드와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
이상에 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있게 된다.
본 발명에서는, 실내공간의 공조 및 물품의 냉장/냉동이 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
또한 본 발명에서는, 공조부와 냉장부 사이 및 냉장부와 냉동부 사이의 응축열의 회수에 의하여 보다 효율적인 공조 및 냉장/냉동이 가능해진다.
그리고 본 발명에서는, 외기조건에 따라서 냉장부의 냉매가 응축기를 선택적으로 바이패스됨으로써, 보다 효율적인 시스템의 운영이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템의 실시예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 냉장 및 냉동 복합 공조시스템의 실시예에 의한 냉방 및 냉장/냉동모드에서의 냉매의 흐름을 보인 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 난방 및 냉장/냉동모드에서의 냉매의 흐름을 보인 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 한냉조건하의 난방 및 냉장/냉동모드에서의 냉매의 흐름을 보인 구성도.

Claims (10)

  1. 공조를 위한 냉매가 순환되는 공조용 압축기, 실외열교환기 및 실내열교환기를 포함하는 공조부;
    상기 공조부에 제공되며, 냉방 또는 난방모드에 따라 상기 공조용 압축기에서 압축된 냉매를 상기 실외열교환기 또는 실내열교환기로 전달하는 사방밸브;
    냉장을 위한 냉매가 순환되는 냉장용 압축기, 냉장용 응축기 및 냉장용 증발기를 포함하는 냉장부;
    상기 공조부의 냉매와 상기 냉장부의 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 열교환부; 및
    상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기를 선택적으로 통과하도록 제어하는 전환부재를 포함하는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전환부재는, 외기의 온도조건에 따라서 상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기 및 열교환부를 통과하거나 상기 열교환부만 통과하도록 제어하는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전환부재는, 상기 공조부가 냉방모드인 경우에는 상기 냉장용 응축기에서 응축된 후에 상기 열교환부를 통과하도록 제어하고, 상기 공조부가 난방모드인 경우에는 상기 냉장용 압축기에 압축된 냉매가 상기 열교환부를 통과한 후에 상기 냉장용 응축기에서 응축되도록 제어하며, 외기의 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에는 상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 열교환부만 통과하도록 제어하는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전환부재는,
    상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 냉장용 응축기로 유동되도록 제어하거나 상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 열교환부로 유동되도록 제어하는 제1전환부재; 및
    상기 냉장용 압축기에서 압축되어 상기 제1전환부재에 의하여 상기 냉장용 응축기로 유동된 냉매를 상기 열교환부로 유동되도록 제어하거나 상기 냉장용 압축기에서 압축되어 상기 제1전환부재에 의하여 상기 열교환부로 유동된 냉매를 상기 냉장용 증발기로 유동되도록 제어하는 제2전환부재; 를 포함하는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공조부가 냉방모드인 경우에는 상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 제1전환부재에 의하여 상기 냉장용 응축기로 유동되어 응축된 후에 상기 제2전환부재에 의하여 상기 열교환부로 유동되고,
    상기 공조부가 난방모드인 경우에는 상기 냉장용 압축기에서 압축된 냉매가 상기 제1전환부재에 의하여 상기 열교환부로 유동되어 상기 공조부의 냉매와 열교환한 후에 상기 제2전환부재에 의하여 상기 냉장용 응축기로 유동되는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    외기의 조건에 따라서 상기 냉장용 압축기에 의하여 압축된 냉매는 상기 제1전환부재에 의하여 상기 열교환부로 유동되어 상기 공조부의 냉매와 열교환한 후에 상기 제2전환부재에 의하여 상기 냉장용 응축기로 유동되는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2전환부재는, 각각 사방밸브인 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    냉동을 위한 냉매가 순환되는 냉동용 압축기, 냉동용 응축기 및 냉동용 증발기를 포함하는 냉동부를 더 포함하는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉장부의 냉매와 상기 냉동부의 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 열교환부를 더 포함하는 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환부는, 캐스캐이드 열교환기인 냉장 및 냉동 복합 공조시스템.
KR1020090130926A 2009-12-24 2009-12-24 냉장 및 냉동 복합 공조시스템 KR101173736B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090130926A KR101173736B1 (ko) 2009-12-24 2009-12-24 냉장 및 냉동 복합 공조시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090130926A KR101173736B1 (ko) 2009-12-24 2009-12-24 냉장 및 냉동 복합 공조시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110074073A KR20110074073A (ko) 2011-06-30
KR101173736B1 true KR101173736B1 (ko) 2012-08-13

Family

ID=44404491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090130926A KR101173736B1 (ko) 2009-12-24 2009-12-24 냉장 및 냉동 복합 공조시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101173736B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105486005A (zh) * 2015-12-22 2016-04-13 深圳市瑞思冷链有限公司 一种高能分离满液式制冷系统及其制冷方法
CN105674612B (zh) * 2016-03-29 2018-08-10 济南大森制冷设备有限公司 一种氟利昂/co2复叠撬块机组式制冷系统
KR20180113420A (ko) 2017-04-06 2018-10-16 엘지전자 주식회사 냉장 및 공조 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11201569A (ja) 1998-01-19 1999-07-30 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2006189237A (ja) * 2004-12-08 2006-07-20 Mitsubishi Electric Corp 冷凍空調装置、冷凍空調装置の運転方法、冷凍空調装置の製造方法、冷凍装置、冷凍装置の製造方法
JP2008051464A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
JP2009014271A (ja) 2007-07-04 2009-01-22 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11201569A (ja) 1998-01-19 1999-07-30 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2006189237A (ja) * 2004-12-08 2006-07-20 Mitsubishi Electric Corp 冷凍空調装置、冷凍空調装置の運転方法、冷凍空調装置の製造方法、冷凍装置、冷凍装置の製造方法
JP2008051464A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
JP2009014271A (ja) 2007-07-04 2009-01-22 Mitsubishi Electric Corp 冷凍サイクル装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110074073A (ko) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101639814B1 (ko) 냉장 및 냉동 복합 공조시스템
JP6685409B2 (ja) 空気調和装置
EP2947402B1 (en) Heat pump
KR101737365B1 (ko) 공기조화기
JP2005299935A (ja) 空気調和装置
JP4258363B2 (ja) 冷凍空調装置、冷凍空調装置の運転方法
KR101173736B1 (ko) 냉장 및 냉동 복합 공조시스템
CN102563784A (zh) 热泵交互操作热水供给装置
US9920973B2 (en) Air conditioner exhaust recycling
JP2007100987A (ja) 冷凍システム
US20160245567A1 (en) Integrated Suction Header Assembly
CN216481291U (zh) 空调器
CN213066334U (zh) 一种空调
JP4660334B2 (ja) 冷凍システム
JP6042037B2 (ja) 冷凍サイクル装置
KR102014441B1 (ko) 공조 냉장 복합 시스템
KR101118137B1 (ko) 공냉식 히트펌프 시스템
KR102014457B1 (ko) 공조 냉장 복합 시스템
KR101146783B1 (ko) 냉매시스템
JP2004293889A (ja) 氷蓄熱ユニット、氷蓄熱式空調装置及びその運転方法
JP2020192965A (ja) 熱交換システム
KR100613502B1 (ko) 히트 펌프식 공기조화기
KR102261131B1 (ko) 제상과 바닥 및 공간의 냉,난방기능을 갖는 히트펌프 공기조화기
KR101230149B1 (ko) 공기조화장치
JP5673290B2 (ja) 空気調和機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150724

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160722

Year of fee payment: 5