KR101973204B1 - A combined refrigerating and freezing system and a control method the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉장 냉동 복합 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템에는, 제 1 설정공간의 냉장 운전을 위하여 냉매를 압축하는 제 1 압축기; 제 2 설정공간의 냉동 운전을 위하여 냉매를 압축하는 제 2 압축기; 상기 제 1 압축기 또는 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 통과하도록 배치되는 응축기; 상기 응축기를 통과한 냉매를 증발하며, 상기 제 1 설정공간에 냉기를 공급하는 제 1 증발기; 외기온도 조건에 기초하여, 상기 제 2 압축기를 통과한 냉매와 상기 응축기를 통과한 냉매가 열교환되도록 하는 열교환기; 및 상기 응축기 또는 열교환기에서 응축된 냉매를 증발하며, 상기 제 2 설정공간에 냉기를 공급하는 제 2 증발기가 포함된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a cold storage refrigeration combined system and a control method thereof.
The refrigerating and freezing combined system according to an embodiment of the present invention includes a first compressor for compressing a refrigerant for refrigerating operation in a first set space; A second compressor for compressing the refrigerant for freezing operation of the second setting space; A condenser arranged to pass the refrigerant compressed in the first compressor or the second compressor; A first evaporator for evaporating the refrigerant passing through the condenser and supplying cool air to the first setting space; A heat exchanger for performing heat exchange between the refrigerant passing through the second compressor and the refrigerant passing through the condenser, based on the outside temperature condition; And a second evaporator which evaporates the refrigerant condensed in the condenser or the heat exchanger and supplies cool air to the second setting space.
Description
본 발명은 냉장 냉동 복합 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
냉장 시스템이란, 열교환사이클을 유동하는 냉매와 실외공기간의 열교환, 그리고 냉매와 제 1 소정 공간과의 열교환에 의하여 상기 제 1 소정 공간에 물품등의 냉장이 이루어지도록 하는 것이다. 그리고, 냉동 시스템이란, 열교환사이클을 유동하는 냉매와 실외 공기간의 열교환, 그리고 냉매와 제 2 소정 공간과의 열교환에 의하여 상기 제 2 소정 공간에 물품등의 냉동이 이루어지도록 하는 것이다.The refrigerating system means that the refrigerant is cooled in the first predetermined space by heat exchange between the refrigerant flowing in the heat exchange cycle and the outdoor air, and heat exchange between the refrigerant and the first predetermined space. The refrigeration system is a refrigeration system in which the refrigeration of an article or the like is performed in the second predetermined space by heat exchange between the refrigerant flowing in the heat exchange cycle and the outdoor air and heat exchange between the refrigerant and the second predetermined space.
상세히, 상기 냉장 시스템에는, 냉매를 압축하는 제 1 압축기와, 냉매와 실내외 공기간에 열교환이 이루어지도록 하는 냉장용 응축기와, 냉매를 감압하기 위한 냉장용 팽창장치 및 팽창된 냉매를 증발시키기 위한 냉장용 증발기가 포함된다. Specifically, the refrigeration system includes a first compressor for compressing the refrigerant, a refrigerating condenser for exchanging heat between the refrigerant and the indoor / outdoor air, a refrigeration expansion device for decompressing the refrigerant, An evaporator is included.
그리고, 상기 냉동 시스템에는, 냉매를 압축하는 제 2 압축기와, 냉매를 응축하는 냉동용 응축기와, 냉매를 감압하기 위한 냉동용 팽창장치 및 냉매를 증발시키는 증발기가 포함된다. 이와 같이, 상기 냉장 시스템과 냉동 시스템은 유사한 냉매 시스템이 구동된다.The refrigeration system includes a second compressor for compressing the refrigerant, a refrigerating condenser for condensing the refrigerant, a refrigerating expansion device for decompressing the refrigerant, and an evaporator for evaporating the refrigerant. Thus, the refrigeration system and the refrigeration system are driven by a similar refrigerant system.
그러나, 종래에는 이러한 냉장 시스템과 냉동 시스템이 별도로 구동되어 시스템을 구성하기 위한 제조비용이 많이 드는 문제점이 있었다. 특히, 별도의 열교환기(일례로, 응축기)를 구비하여 시스템을 구동해야 하는 비효율성이 문제점으로 지적되었다.However, in the related art, there is a problem that the refrigeration system and the refrigeration system are driven separately, which increases the manufacturing cost for constructing the system. In particular, it has been pointed out that the inefficiency of having a separate heat exchanger (e.g., a condenser) to drive the system is a problem.
그리고, 냉동 시스템의 경우, 일반적으로 구동되는 냉매 사이클의 저압(증발압력)과 고압(응축압력)의 압력 차이가 크게 형성되므로, 압축비를 적절하게 확보하기 위하여 다단 압축방식이 적용되었다. 이 경우, 다수의 압축기 또는 다단 압축방식이 적용된 압축기를 사용함으로써, 시스템을 구현하는 비용이 많게 되는 문제점이 있었다.In the case of the refrigeration system, since a pressure difference between a low pressure (evaporation pressure) and a high pressure (condensation pressure) of a refrigerant cycle that is generally driven is largely formed, a multi-stage compression system is applied in order to appropriately secure the compression ratio. In this case, the use of a plurality of compressors or a compressor to which a multi-stage compression method is applied has a problem in that the cost of implementing the system is increased.
한편, 다단 압축방식이 적용된 냉동 시스템이 구동되는 과정에서, 외기 온도가 낮을 경우 응축 압력이 낮게 형성되어 오히려 압축기의 압축비가 너무 낮게 형성되어야 하므로, 압축기의 능력을 적절하게 이용하지 못하는 문제점이 있었다.On the other hand, in the process of driving the refrigeration system using the multi-stage compression system, when the outside air temperature is low, the condensation pressure is low and the compression ratio of the compressor is too low.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 냉장 및 냉동 시스템이 복합적으로 구성되어, 외기 온도에 따라 열교환 방식을 다르게 적용하는 냉장 냉동 복합 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve such a problem, the present invention aims to provide a refrigerating and freezing combined system in which a refrigerating and freezing system is composed in a complex manner and a heat exchange system is applied differently according to the ambient temperature.
본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템에는, 제 1 설정공간의 냉장 운전을 위하여 냉매를 압축하는 제 1 압축기; 제 2 설정공간의 냉동 운전을 위하여 냉매를 압축하는 제 2 압축기; 상기 제 1 압축기 또는 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 통과하도록 배치되는 응축기; 상기 응축기를 통과한 냉매를 증발하며, 상기 제 1 설정공간에 냉기를 공급하는 제 1 증발기; 외기온도 조건에 기초하여, 상기 제 2 압축기를 통과한 냉매와 상기 응축기를 통과한 냉매가 열교환되도록 하는 열교환기; 및 상기 응축기 또는 열교환기에서 응축된 냉매를 증발하며, 상기 제 2 설정공간에 냉기를 공급하는 제 2 증발기가 포함된다.The refrigerating and freezing combined system according to an embodiment of the present invention includes a first compressor for compressing a refrigerant for refrigerating operation in a first set space; A second compressor for compressing the refrigerant for freezing operation of the second setting space; A condenser arranged to pass the refrigerant compressed in the first compressor or the second compressor; A first evaporator for evaporating the refrigerant passing through the condenser and supplying cool air to the first setting space; A heat exchanger for performing heat exchange between the refrigerant passing through the second compressor and the refrigerant passing through the condenser, based on the outside temperature condition; And a second evaporator which evaporates the refrigerant condensed in the condenser or the heat exchanger and supplies cool air to the second setting space.
다른 측면에 따른 냉장 냉동 복합 시스템의 제어방법에는, 냉장용 냉매가 압축되는 냉장 압축기, 냉동용 냉매가 압축되는 냉동 압축기, 상기 냉장 압축기 또는 냉동 압축기를 통과한 냉매가 응축되는 응축기, 냉동 증발기 및 냉장 증발기가 포함되는 냉장 냉동 복합 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 외기온도가 감지되는 단계; 상기 감지된 외기온도가 설정온도 이상인지 여부가 인식되는 단계; 상기 감지된 외기온도가 상기 설정온도 이상이면, 유동 전환부가 작동하여 상기 냉동용 냉매를 열교환기로 유입시키는 단계; 및 상기 응축기를 통과한 냉장용 냉매와, 상기 냉동 압축기를 통과한 냉동용 냉매가 열교환기에서 열교환되는 단계가 포함된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for a refrigerating and freezing combined system including a refrigerant compressor in which refrigerant for refrigerating is compressed, a refrigerant compressor in which refrigerant for refrigerant is compressed, a condenser in which refrigerant having passed through the refrigerant compressor or refrigerant compressor is condensed, A method for controlling a refrigerating and refrigeration combined system including an evaporator, the method comprising: sensing an outside temperature; Determining whether the sensed outdoor temperature is equal to or higher than a predetermined temperature; If the sensed outdoor temperature is higher than or equal to the preset temperature, operating the flow switching unit to introduce the refrigerant for refrigeration into the heat exchanger; And refrigerant refrigerant passing through the condenser and refrigerant refrigerant passing through the refrigerant compressor are heat-exchanged in a heat exchanger.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 냉장 시스템과 냉동 시스템이 복합적으로 구성되어 하나의 응축기를 이용하여 열교환이 이루어질 수 있으므로, 시스템이 간단하게 구성되며 냉장 및 냉동운전이 동시에 이루어질 수 있다는 장점이 있다.According to the embodiment of the present invention, since the refrigeration system and the refrigeration system are combined, heat exchange can be performed using one condenser, so that the system can be easily configured and the refrigeration and freezing operation can be performed at the same time.
또한, 외기 온도에 따라 냉동 시스템의 방열 기구를 다르게 채용함으로써 1개의 냉동 압축기만으로도 냉장 냉동 복합 시스템을 효과적으로 구동할 수 있다는 효과가 있다.In addition, by adopting different heat radiating mechanisms of the refrigeration system according to the ambient temperature, there is an effect that the refrigeration refrigeration combined system can be effectively driven by only one refrigeration compressor.
즉, 외기 온도가 상대적으로 높은 경우에는, 냉동측 압축기를 통과한 냉매를 열교환기(캐스케이드 열교환기)에 통과시킴으로써 압축기의 압축비를 낮출 수 있고, 이에 따라 압축기 동작의 신뢰성을 높이고 시스템의 성능계수가 향상될 수 있다는 장점이 있다.That is, when the outside air temperature is relatively high, the compression ratio of the compressor can be lowered by passing the refrigerant that has passed through the refrigeration side compressor to the heat exchanger (cascade heat exchanger), thereby increasing the reliability of the compressor operation, There is an advantage that it can be improved.
그리고, 외기 온도가 상대적으로 낮은 경우에는, 냉동측 압축기를 통과한 냉매를 응축기에 통과시킴으로써, 열교환기 사용에 따른 압축비의 불필요한 저하를 방지하고 소비전력량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.When the outside air temperature is relatively low, the refrigerant that has passed through the refrigerating side compressor is passed through the condenser, thereby preventing the unnecessary decrease in the compression ratio due to the use of the heat exchanger and reducing the amount of power consumption.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 3은 외기 온도가 상대적으로 낮은 경우, 냉장 냉동 복합 시스템을 순환하는 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 4는 외기 온도가 상대적으로 높은 경우, 냉장 냉동 복합 시스템을 순환하는 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.1 is a system diagram showing a configuration of a cold storage and refrigeration combined system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration of a cold storage and refrigeration combined system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the flow of refrigerant circulating in the refrigerating and freezing combined system when the outside air temperature is relatively low.
4 is a view showing the flow of refrigerant circulating in the refrigerating and freezing combined system when the outside air temperature is relatively high.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a cold storage and refrigeration combined system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It is to be understood, however, that the spirit of the invention is not limited to the embodiments shown and that those skilled in the art, upon reading and understanding the spirit of the invention, may easily suggest other embodiments within the scope of the same concept.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.1 is a system diagram showing a configuration of a cold storage and refrigeration combined system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템(1, 이하 "복합 시스템")은 냉장 시스템 및 냉동 시스템이 복합적으로 구성된다.Referring to FIG. 1, a refrigerating and freezing combined system (hereinafter, referred to as a "combined system") according to an embodiment of the present invention includes a refrigerating system and a refrigerating system in combination.
상세히, 상기 냉장 시스템에는, 냉매를 압축하는 제 1 압축기(10)와, 상기 제 1 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(30)와, 상기 응축기(30)에 외기를 불어주는 송풍팬(35)과, 상기 응축기(30)에서 응축된 냉매를 감압시키는 제 1 팽창장치(42) 및 상기 제 1 팽창장치(42)를 거친 냉매를 증발시키는 제 1 증발기(50)가 포함된다. 상기 제 1 압축기(10)와 제 1 증발기(50)를 각각 "냉장용 압축기" 및 "냉장용 증발기"라 이름할 수 있다.In detail, the refrigeration system includes a
상기 냉동 시스템에는, 냉매를 압축시키는 제 2 압축기(20)와, 상기 제 2 압축기(20)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(30)와, 상기 응축기(30)에 외기를 불어주는 송풍팬(35)과, 상기 응축기(30)에서 응축된 냉매를 감압시키기 위한 제 2 팽창장치(45) 및 상기 제 2 팽창장치(45)를 거친 냉매를 증발시키는 제 2 증발기(60)가 포함된다. 상기 제 2 압축기(20)와 제 1 증발기(60)를 각각 "냉동용 압축기" 및 "냉동용 증발기"라 이름할 수 있다.The refrigeration system includes a
상기 냉장 시스템과 냉동 시스템은, 제 1,2 압축기(10,20)가 서로 병렬 연결되며, 각 압축기에서 압축된 냉매가 하나의 응축기(30)에서 외기와 열교환되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The refrigeration system and the refrigeration system are characterized in that the first and
상기 복합 시스템(1)에는, 냉매가 상기 냉장 시스템 또는 냉동 시스템을 순환하도록 가이드 하는 냉매관(70)이 포함된다. 상기 냉매관(70)에는, 상기 제 1 압축기(10), 응축기(30), 제 1 팽창장치(42) 및 제 1 증발기(50)를 연결하는 "제 1 배관부"와, 상기 제 2 압축기(20), 응축기(30), 제 2 팽창장치(45) 및 제 2 증발기(60)를 연결하는 "제 2 배관부"가 포함된다.The hybrid system (1) includes a refrigerant pipe (70) for guiding the refrigerant to circulate through the refrigeration system or the refrigeration system. The
상기 냉매관(70)에는, 상기 응축기(30)를 통과한 냉매가 상기 제 1 팽창장치(42) 및 제 2 팽창장치(45)로 분지하여 유동하도록 하는 제 1 분지부(72)가 포함된다. 즉, 상기 응축기(30)를 통과한 냉매 중 일부 냉매는 상기 제 1 팽창장치(42)로 유동하며, 나머지 냉매는 상기 제 2 팽창장치(45)로 유동될 수 있다.The
상기 복합 시스템(1)에는, 외기 온도가 설정범위 이상일 경우, 냉동 시스템을 순환하는 냉매와 냉장 시스템을 순환하는 냉매 간에 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(80)가 포함된다. 상기 열교환기(80)는 "캐스케이스 열교환기"라 이름할 수 있다. 상기 열교환기(80)는 상기 응축기(30)와 병렬 연결되며, 상기 제 2 압축기(20)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(30) 및 열교환기(80) 중 어느 하나로 선택적으로 유입될 수 있다.The hybrid system (1) includes a heat exchanger (80) for exchanging heat between a refrigerant circulating in the refrigeration system and a refrigerant circulating in the refrigeration system when the outside air temperature is above a predetermined range. The
상기 냉매관(70)에는, 상기 응축기(30)를 통과한 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 상기 열교환기(80)로 분지되도록 하는 제 2 분지부(73)가 포함된다. 즉, 상기 응축기(30)를 통과한 냉매는 상기 제 2 분지부(73)에서 상기 제 1 팽창장치(42)와 열교환기(80)측으로 분지되어 유동될 수 있다. The refrigerant pipe (70) includes a second branch portion (73) for allowing at least a part of the refrigerant passing through the condenser (30) to be branched by the heat exchanger (80). That is, the refrigerant passing through the
상기 복합 시스템(1)에는, 상기 제 2 분지부(73)로부터 상기 열교환기(80)의입구측으로 연장되는 바이패스 유로(83)가 포함된다. 상기 바이패스 유로(83)는 상기 응축기(30)를 통과한 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 바이패스 하여 상기 열교환기(80)측으로 유입시킨다.The combined
상기 바이패스 유로(83)에는, 상기 열교환기(80)의 입구측에 배치되어 상기 열교환기(80)로 유입될 냉매를 감압시키기 위한 제 3 팽창장치(85)가 제공된다. 그리고, 상기 제 3 팽창장치(85)의 개도 조절에 따라, 상기 응축기(30)를 거친 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 상기 바이패스 유로(83)로 유입될 수 있다. The
일례로, 상기 제 3 팽창장치(85)가 폐쇄되면, 상기 제 3 응축기(30)를 통과한 냉매는 모두 상기 제 1 팽창장치(42)로 가이드 될 수 있다. 반면에, 상기 제 3 팽창장치(85)가 적어도 일부 개방되면, 상기 제 3 응축기(30)를 통과한 냉매 중 적어도 일부 냉매는 상기 바이패스 유로(83)로 유입될 수 있다.For example, when the
상기 냉매관(70) 중 제 2 배관부에는, 냉매가 상기 제 1 분지부(72)에서 상기 제 2 팽창장치(45)로 선택적으로 유동되도록 하는 유동 조절부(95)가 포함된다. 상기 유동 조절부(95)는 밸브장치일 수 있다. The second pipe portion of the refrigerant pipe (70) includes a flow control portion (95) for allowing the refrigerant to selectively flow from the first branch portion (72) to the second expansion device (45). The
상기 유동 조절부(95)가 개방되면, 냉매는 상기 제 1 분지부(72)로부터 상기 제 2 팽창장치(45)로 유동될 수 있다. 반면에, 상기 유동 조절부(95)가 폐쇄되면, 냉매가 상기 제 1 분지부(72)로부터 상기 제 2 팽창장치(45)로 유동되는 것이 제한될 수 있다. When the
상기 유동 조절부(95)와 제 2 팽창장치(45)의 사이에는, 상기 열교환기(80)에서 열교환된 냉동 시스템의 냉매가 유동하는 배관과, 상기 유동 조절부(45)를 통과한 냉매가 유동하는 배관이 합지되는 배관 연결부(76)가 형성된다.A pipe through which the refrigerant of the refrigerating system heat-exchanged in the heat exchanger (80) flows and a refrigerant passing through the flow regulating portion (45) are provided between the flow regulating portion (95) and the second expansion device A
일례로 외기온도가 설정온도 이하이면, 상기 제 1 분지부(72)로부터 상기 유동 조절부(95)를 통과한 냉매는 상기 배관 연결부(76)를 경유하여 상기 제 2 팽창장치(45)로 유입될 수 있다. 반면에, 외기온도가 설정온도 이상이면, 상기 열교환기(80)를 통과한 냉매는 상기 배관 연결부(76)를 경유하여 상기 제 2 팽창장치(45)로 유입될 수 있다.The refrigerant that has passed through the
상기 복합 시스템(1)에는, 상기 응축기(30)의 입구측에 형성되며, 상기 제 1 압축기(10)를 지난 냉장 시스템의 냉매와 상기 제 2 압축기(20)를 지난 냉동 시스템의 냉매가 합지되는 제 1 합지부(74)가 형성된다. 일례로, 외기온도가 설정온도 이하인 경우, 상기 냉장 시스템의 냉매와 냉동 시스템의 냉매는 상기 제 1 합지부(74)에서 합지될 수 있다.In the combined
그리고, 상기 제 1 압축기(10)의 입구측에는, 상기 제 1 증발기(50)를 통과한 냉장 시스템의 냉매와 상기 열교환기(80)를 통과한 냉장 시스템의 냉매가 합지되도록 하는 제 2 합지부(76)가 형성된다. 일례로, 외기온도가 설정온도 이상인 경우, 상기 제 1 증발기(50)를 통과한 냉매와 상기 열교환기(80)를 통과한 냉매가 상기 제 2 합지부(76)에서 합지될 수 있다.The inlet of the
상기 제 2 압축기(20)의 출구측에는, 상기 제 2 압축기(20)에서 토출된 냉매를 상기 응축기(30) 또는 열교환기(80)로 가이드 하기 위하여 냉매를 방향 전환하는 유동 전환부(93)가 제공된다. 상기 유동 전환부(93)는 삼방 밸브일 수 있다.A
일례로, 상기 유동 전환부(93)는, 외기온도가 설정온도 이하이면 상기 제 2 압축기(20)에서 토출된 냉매가 상기 응축기(30)로 유입되도록 조절된다. 반면에, 상기 외기온도가 설정온도 이상이면 상기 제 2 압축기(20)에서 토출된 냉매가 상기 열교환기(80)로 유입되도록 조절된다. For example, the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 3은 외기 온도가 상대적으로 낮은 경우, 냉장 냉동 복합 시스템을 순환하는 냉매의 흐름을 보여주는 도면이고, 도 4는 외기 온도가 상대적으로 높은 경우, 냉장 냉동 복합 시스템을 순환하는 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a refrigerating and freezing combined system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing a flow of refrigerant circulating in a refrigerating and freezing combined system when the outside air temperature is relatively low, Is a diagram showing the flow of refrigerant circulating in the refrigerating and freezing combined system when the outside air temperature is relatively high.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합 시스템(1)에는, 외기 온도를 인식하기 위한 외기온도 감지부(110)와, 상기 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(20)의 구동을 제어하며 상기 외기온도 감지부(110)에서 인식된 정보에 기초하여 상기 제 3 팽창장치(85), 유동 전환부(93) 및 유동 조절부(95)의 작동을 제어하는 제어부(100)가 포함된다.Referring to FIG. 2, the
도 3 및 도 4를 참조하여, 외기온도에 따른 냉매의 유동변화에 대하여 설명한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the change in the refrigerant flow according to the outside temperature will be described.
먼저, 도 3은 외기 온도가 상대적으로 낮은 경우, 일례로 설정온도 이하인 경우의 냉매 유동모습을 보여준다.First, FIG. 3 shows the refrigerant flow when the outside air temperature is relatively low, for example, below the set temperature.
상세히, 외기온도가 설정온도 이하이면, 냉장 시스템의 냉매는 상기 제 1 압축기(10), 응축기(30), 제 1 팽창장치(42) 및 제 1 증발기(50)를 순환하도록 유동한다. 그리고, 냉동 시스템의 냉매는 상기 제 2 압축기(20), 응축기(30) 및 제 2 증발기(60)를 순환하도록 유동한다. Specifically, when the outside air temperature is lower than the set temperature, the refrigerant in the refrigeration system flows to circulate through the
상세히, 상기 제 1 압축기(10)에서 토출된 냉장 시스템의 냉매와, 상기 제 2 압축기(20)에서 토출된 냉동 시스템의 냉매는 상기 제 1 합지부(74)에서 합지되어 상기 응축기(30)로 유입된다.In detail, the refrigerant of the refrigeration system discharged from the first compressor (10) and the refrigerant of the refrigerant system discharged from the second compressor (20) are connected to the condenser (30) ≪ / RTI >
상기 응축기(30)를 통과한 냉매는 상기 제 2 분지부(72)에서 분지되어 상기 제 1 팽창장치(42) 및 제 2 팽창장치(45)로 유동한다. The refrigerant that has passed through the
이 때, 상기 유동 조절부(95)는 개방되며, 이에 따라 상기 제 1 분지부(72)에서 적어도 일부의 냉매(냉동 시스템의 냉매)가 상기 제 2 팽창장치(45)를 통과하도록 가이드 한다. 상기 제 2 팽창장치(45)에서 감압된 냉매는 상기 제 2 증발기(60)에서 증발되어 상기 제 2 압축기(20)로 유입된다.At this time, the
그리고, 상기 응축기(30)를 통과한 냉매 중 나머지 일부 냉매(냉장 시스템의 냉매)는 상기 제 1 분지부(72)에서 상기 제 1 팽창장치(42)로 유입된다. 상기 제 1 팽창장치(42)에서 감압된 냉매는 상기 제 1 증발기(50)에서 증발되어 상기 제 1 압축기(10)로 유입된다. 이러한 순환이 반복되어 이루어진다.The remaining refrigerant (refrigerant in the refrigeration system) of the refrigerant that has passed through the
한편, 외기온도가 설정온도 이하인 경우, 상기 제 3 팽창장치(85)는 폐쇄되며, 이에 따라 상기 응축기(30)를 통과한 냉매가 상기 제 2 분지부(73)에서 분지되어 상기 열교환기(80)로 유동하는 것이 제한된다. 그리고, 상기 유동 전환부(93)는, 상기 제 2 압축기(20)에서 토출된 냉매가 상기 응축기(30)로 유입될 수 있도록 제어된다.On the other hand, when the outside air temperature is lower than the set temperature, the
이와 같이, 외기온도가 설정온도 이하인 경우에는 열교환기(80)에서 열교환이 발생되지 않고, 외기와 열교환되는 응축기(30)를 사용하여 냉동 시스템의 냉매를 방열시킬 수 있게 된다.In this way, when the outdoor temperature is lower than the set temperature, heat exchange is not generated in the
즉, 외기온도가 설정온도 이하이면 시스템의 응축온도(응축압력)가 비교적 낮게 형성되므로, 상기 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(20)에서 압축된 냉매가 합지되어 상기 응축기(30)를 통과하도록 작용될 수 있다. That is, when the outside air temperature is lower than the set temperature, the condensation temperature (condensation pressure) of the system is relatively low, so that the refrigerant compressed in the
따라서, 냉동 시스템의 압축기가 1개만 작동하더라도 압축기에 무리가 따르지 않고 열교환기(80)를 별도로 사용함에 따라 소비전력이 증가되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.Accordingly, even if only one compressor of the refrigeration system operates, it is possible to prevent an increase in power consumption because the compressor is not overloaded and the
먼저, 도 4는 외기 온도가 상대적으로 낮은 경우, 일례로 설정온도 이상인 경우의 냉매 유동모습을 보여준다.First, FIG. 4 shows the refrigerant flow when the outside air temperature is relatively low, for example, when the temperature is higher than the set temperature.
상세히, 외기온도가 설정온도 이상이면, 냉장 시스템의 냉매는 상기 제 1 압축기(10), 응축기(30), 제 1 팽창장치(42) 및 제 1 증발기(50)를 순환하는 제 1 순환사이클과, 상기 제 1 압축기(10), 응축기(30), 제 3 팽창장치(85) 및 열교환기(80)를 순환하는 제 2 순환 사이클을 형성한다.More specifically, when the outside air temperature is equal to or higher than the set temperature, the refrigerant in the refrigeration system flows through the first circulation cycle in which the refrigerant circulates through the
그리고, 냉동 시스템의 냉매는 상기 제 2 압축기(20), 열교환기(80), 제 2 팽창장치(45) 및 제 2 증발기(60)를 순환하도록 유동한다. Then, the refrigerant of the refrigeration system flows to circulate through the second compressor (20), the heat exchanger (80), the second expansion device (45) and the second evaporator (60).
상세히, 상기 제 1 압축기(10)에서 토출된 냉장 시스템의 냉매는 상기 응축기(30)에서 응축되며, 상기 제 2 분지부(73)에서 분지된다. 상기 제 2 분지부(73)에서 분지된 적어도 일부의 냉매는 상기 제 1 팽창장치(42)에서 팽창되어 상기 제 1 증발기(50)를 통과하며, 상기 제 2 분지부(73)에서 분지된 나머지 일부의 냉매는 상기 제 3 팽창장치(85)에서 팽창되어 상기 열교환기(80)를 통과하게 된다. In detail, the refrigerant of the refrigeration system discharged from the first compressor (10) is condensed in the condenser (30) and branched at the second branch (73). At least a portion of the refrigerant branched in the
이 때, 상기 제 3 팽창장치(85)는 개방되어 상기 열교환기(80)로의 냉매 유입을 가이드 하며, 상기 열교환기(80)로 유입되는 냉매를 팽창시키게 된다. 그리고, 냉매가 상기 제 1 분지부(72)에서 상기 제 2 팽창장치(45)로 유동되는 것을 방지하기 위하여, 상기 유동 조절부(95)는 폐쇄될 수 있다.At this time, the
상기 제 1 증발기(50)를 통과한 냉매와, 상기 열교환기(80)를 통과한 냉매는 상기 제 2 합지부(76)에서 합지되어 상기 제 1 압축기(10)로 다시 유입된다. 이러한 냉매 유동에 의하여, 냉장 시스템의 냉매는 순환된다.The refrigerant that has passed through the
한편, 상기 제 2 압축기(20)에서 토출된 냉동 시스템의 냉매는 상기 유동 전환부(93)에서 상기 열교환기(80)측으로 유동된다. 즉, 상기 유동 전환부(93)는 냉매를 상기 열교환기(80)로 가이드 한다. 냉동 시스템의 냉매는 상기 열교환기(80)에서 상기 냉장 시스템의 냉매와 열교환 된다.On the other hand, the refrigerant of the refrigerant system discharged from the second compressor (20) flows from the flow switching unit (93) to the heat exchanger (80) side. That is, the
그리고, 상기 열교환기(80)를 통과한 냉동 시스템의 냉매는 상기 제 2 팽창장치(45)에서 감압되며, 상기 제 2 증발기(60)에서 증발된다. 증발된 냉매는 상기 제 2 압축기(20)로 유입되며, 이러한 냉동 시스템의 냉매는 순환된다.The refrigerant in the refrigeration system that has passed through the heat exchanger (80) is depressurized in the second expansion device (45) and evaporated in the second evaporator (60). The evaporated refrigerant flows into the second compressor (20), and the refrigerant in this refrigeration system is circulated.
이와 같이, 외기온도가 설정온도 이상인 경우에는 냉동 시스템의 냉매와 냉장 시스템의 냉매는 열교환기(80)에서 열교환이 발생된다. 즉, 냉동 시스템의 냉매는 상기 열교환기(80)를 이용하여 방열될 수 있다.In this way, when the outside air temperature is higher than the set temperature, the refrigerant of the refrigerating system and the refrigerant of the refrigerating system heat exchange in the heat exchanger (80). That is, the refrigerant in the refrigeration system can be discharged using the heat exchanger (80).
정리하면, 외기온도가 설정온도 이상인 상태에서 냉동 시스템의 냉매가 응축기(30)에서 열교환 되면 시스템의 응축온도(응축압력)가 비교적 높게 형성되므로, 제 2 압축기(20)에서 압축되어야 할 압축비가 높게 형성되고 이에 따라 제 2 압축기(20)에 무리가 따를 수 있게 된다.In summary, when the outdoor temperature is equal to or higher than the set temperature, the refrigerant of the refrigerating system is heat-exchanged in the
이를 방지하기 위하여, 상기 응축기(30)를 통과한 냉매를 일부 팽창시켜 냉동 시스템의 냉매가 열교환되도록 함으로써, 냉동 시스템의 냉매가 응축되는 온도를 낮출 수 있게 된다. 결국, 냉동측 압축기(20)의 압축비를 낮춤으로써 압축기 동작의 신뢰성을 높이고 시스템의 성능계수가 향상될 수 있다는 장점이 있다.In order to prevent this, the refrigerant passing through the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉장 냉동 복합 시스템의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다. 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 복합 시스템의 제어방법을 설명한다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a cold storage and refrigeration combined system according to an embodiment of the present invention. A control method of the hybrid system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
복합 시스템의 운전이 시작되면, 상기 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(20)가 구동된다. 상기 제 1,2 압축기(10,20)가 구동되는 과정에서, 상기 외기온도 감지부(110)에 의하여 외기온도가 감지된다. 그리고, 상기 외기온도가 설정온도 이상인지 여부가 인식될 수 있다. 여기서, 상기 설정온도는 약 1℃에서 10℃의 범위에 있는 설정값으로 결정될 수 있다(S11,S12,S13).When the operation of the combined system is started, the first compressor (10) and the second compressor (20) are driven. During the operation of the first and
상기 외기온도가 설정온도 이상이면, 상기 제 3 팽창장치(85)는 개방된다. 따라서, 상기 응축기(30)에서 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 상기 제 2 분지부(73)에서 상기 제 3 팽창장치(85)로 유동된다. 상기 제 3 팽창장치(85)에서 감압된 냉매(냉장 시스템의 냉매)는 상기 열교환기(80)로 유입된다(S14).When the outdoor temperature is equal to or higher than the set temperature, the third expansion device (85) is opened. Therefore, at least a portion of the refrigerant condensed in the
그리고, 상기 유동 조절부(95)는 폐쇄된다. 따라서, 상기 응축기(30)에서 응축된 냉매는 상기 제 1 분지부(72)에서 상기 제 2 팽창장치(45)로 유동되는 것이 제한된다(S15).Then, the
상기 유동 전환부(93)는 상기 제 2 압축기(20)에서 압축된 냉매(냉동 시스템의 냉매)가 상기 열교환기(80)로 유입되도록 제 1 방향으로 제어된다. 그리고, 상기 열교환기(80)에서는 냉장 시스템의 냉매와 냉동 시스템간 열교환이 이루어지며, 이에 따라 상기 냉동 시스템의 냉매는 응축(방열)될 수 있다(S16,S17).The
한편, S13 단계에서 상기 외기온도가 설정온도 미만이면, 상기 제 3 팽창장치(85)는 폐쇄된다. 따라서, 상기 응축기(30)에서 응축된 냉매는 상기 제 2 분지부(73)에서 상기 열교환기(80)로 유동되는 것이 제한된다(S18).On the other hand, if the outside air temperature is lower than the set temperature in step S13, the
그리고, 상기 유동 조절부(95)는 개방된다. 따라서, 상기 응축기(30)에서 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 "냉동 시스템의 냉매"로서 상기 제 1 분지부(72)에서 상기 제 2 팽창장치(45)로 유동된다. Then, the
상기 제 2 팽창장치(45)로 유동된냉매는 상기 제 2 증발기(60)에서 증발되어 상기 제 2 압축기(20)로 유입된다. 그리고, 상기 제 1 분지부(72)에서 분지된 냉매 중 나머지 냉매는 상기 제 1 팽창장치(42) 및 제 1 증발기(50)를 통과하여 상기 제 1 압축기(10)로 유입된다(S19).The refrigerant flowing into the second expansion device (45) is evaporated in the second evaporator (60) and introduced into the second compressor (20). The remaining refrigerant branched from the first
상기 유동 전환부(93)는 상기 제 2 압축기(20)에서 압축된 냉매가 상기 열교환기(80)를 바이패스 하여 상기 응축기(30)로 유입되도록 제 2 방향으로 제어된다.The
그리고, 상기 제 1 합지부(74)에서 합지된 냉장 시스템의 냉매와 냉동 시스템의 냉매는 상기 응축기(30)로 유입되며, 상기 응축기(30)에서는 냉매와 외기간 열교환이 수행될 수 있다. 즉, 냉동 시스템을 순환하는 냉매는 상기 응축기(30)에서 응축(방열)될 수 있다(S20,S21).The refrigerant of the refrigeration system and the refrigerant system in the first
1 : 냉장 냉동 복합시스템 10 : 제 1 압축기
20 : 제 2 압축기 25 : 제 3 압축기
30 : 응축기 35 : 송풍팬
42 : 제 1 팽창장치 45 : 제 2 팽창장치
50 : 제 1 증발기 60 : 제 2 증발기
70 : 냉매관 72,73 : 분지부
80 : 열교환기 85 : 제 3 팽창장치
93 : 유동 전환부 95 : 유동 조절부1: Refrigerated refrigeration combined system 10: First compressor
20: second compressor 25: third compressor
30: condenser 35: blowing fan
42: first expansion device 45: second expansion device
50: first evaporator 60: second evaporator
70:
80: heat exchanger 85: third expansion device
93: flow switching unit 95: flow control unit
Claims (10)
제 2 설정공간의 냉동 운전을 위하여 냉매를 압축하는 제 2 압축기;
상기 제 1 압축기 또는 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 통과하도록 배치되는 응축기;
상기 응축기를 통과한 냉매를 증발하며, 상기 제 1 설정공간에 냉기를 공급하는 제 1 증발기;
외기온도 조건에 기초하여, 상기 제 2 압축기를 통과한 냉매와 상기 응축기를 통과한 냉매가 열교환되도록 하는 열교환기;
상기 응축기 또는 열교환기에서 응축된 냉매를 증발하며, 상기 제 2 설정공간에 냉기를 공급하는 제 2 증발기;
상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 상기 응축기 및 열교환기 중 하나로 유입되도록 냉매 유동을 전환시키는 유동 전환부;
상기 응축기를 통과한 냉매가 상기 제 1 증발기 및 제 2 증발기로 분지되도록 하는 제 1 분지부;
상기 응축기를 통과한 냉매가 상기 열교환기로 분지되도록 하는 제 2 분지부; 및
상기 제 2 분지부에서 상기 열교환기로 연장되어, 상기 응축기를 통과한 냉매가 상기 열교환기로 유입되도록 가이드 하는 바이패스 유로가 포함되는 냉장 냉동 복합 시스템.A first compressor for compressing the refrigerant for the refrigerating operation of the first setting space;
A second compressor for compressing the refrigerant for freezing operation of the second setting space;
A condenser arranged to pass the refrigerant compressed in the first compressor or the second compressor;
A first evaporator for evaporating the refrigerant passing through the condenser and supplying cool air to the first setting space;
A heat exchanger for performing heat exchange between the refrigerant passing through the second compressor and the refrigerant passing through the condenser, based on the outside temperature condition;
A second evaporator which evaporates the refrigerant condensed in the condenser or the heat exchanger and supplies cool air to the second setting space;
A flow switching unit switching the refrigerant flow so that the refrigerant compressed in the second compressor flows into one of the condenser and the heat exchanger;
A first branching part for causing the refrigerant passing through the condenser to branch to the first evaporator and the second evaporator;
A second branch portion for allowing the refrigerant passing through the condenser to branch to the heat exchanger; And
And a bypass flow path extending from the second branch to the heat exchanger and guiding the refrigerant having passed through the condenser to flow into the heat exchanger.
상기 바이패스 유로에 제공되며, 냉매를 팽창시키는 팽창장치가 더 포함되는 냉장 냉동 복합 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising an expansion device provided in the bypass flow path for expanding the refrigerant.
상기 제 1 분지부에서 상기 제 2 증발기로의 냉매 유동을 선택적으로 제한하는 유동 조절부가 더 포함되는 냉장 냉동 복합 시스템.The method of claim 3,
Further comprising a flow regulating unit selectively limiting a flow of refrigerant from the first branch to the second evaporator.
상기 외기온도가 설정온도 이상이면,
상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매와, 상기 바이패스 유로를 유동하는 냉매가 상기 열교환기에서 열교환 되는 것을 특징으로 하는 냉장 냉동 복합 시스템.The method of claim 3,
If the outside air temperature is higher than the set temperature,
Wherein the refrigerant compressed in the second compressor and the refrigerant flowing in the bypass channel are heat-exchanged in the heat exchanger.
상기 외기온도가 설정온도 미만이면,
상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매는 상기 열교환기를 바이패스 하여 상기 응축기로 유입되는 것을 특징으로 하는 냉장 냉동 복합 시스템.5. The method of claim 4,
If the outside air temperature is lower than the set temperature,
And the refrigerant compressed in the second compressor bypasses the heat exchanger and flows into the condenser.
외기온도가 감지되는 단계;
상기 감지된 외기온도가 설정온도 이상인지 여부가 인식되는 단계;
상기 감지된 외기온도가 상기 설정온도 이상이면, 상기 유동 전환부가 작동하여 상기 냉동용 냉매를 상기 열교환기로 유입시키는 단계;
상기 응축기를 통과한 냉장용 냉매와, 상기 냉동 압축기를 통과한 냉동용 냉매가 상기 열교환기에서 열교환되는 단계가 포함되는 냉장 냉동 복합 시스템의 제어방법.A refrigerating compressor in which refrigerating refrigerant is compressed, a refrigerating compressor in which refrigerating refrigerant is compressed, a condenser in which refrigerant having passed through the refrigerating compressor or refrigerating compressor is condensed, a refrigerating evaporator in which refrigerant passing through the condensing device is evaporated, A condenser and a condenser; a refrigerant compressor for condensing the refrigerant; a condenser for condensing the refrigerant; a condenser for condensing the refrigerant; a condenser for condensing the refrigerant; And a bypass flow path for guiding the refrigerant passing through the condenser to flow into the heat exchanger, the method comprising the steps of:
Detecting an outside temperature;
Determining whether the sensed outdoor temperature is equal to or higher than a predetermined temperature;
If the sensed outdoor air temperature is equal to or higher than the set temperature, operating the flow switching unit to introduce the refrigerant for refrigeration into the heat exchanger;
And a refrigerant refrigerant passing through the condenser and a refrigerant refrigerant passing through the refrigerant compressor are heat-exchanged in the heat exchanger.
상기 감지된 외기온도가 상기 설정온도 미만이면,
상기 유동 전환부가 작동하여 상기 냉동용 냉매를 상기 열교환기를 바이패스 하여 상기 응축기로 유입시키는 것을 특징으로 하는 냉장 냉동 복합 시스템의 제어방법.8. The method of claim 7,
If the sensed outdoor temperature is below the set temperature,
Wherein the flow switching unit is operated to bypass the refrigerant for cooling the refrigerant to the heat exchanger and flow into the condenser.
상기 감지된 외기온도가 상기 설정온도 이상이면,
상기 응축기를 통과한 냉장용 냉매는 감압된 후 상기 열교환기로 유입되는 단계가 더 포함되는 냉장 냉동 복합 시스템의 제어방법.8. The method of claim 7,
If the sensed outdoor temperature is equal to or higher than the set temperature,
Wherein the refrigerant for cooling refrigerant passing through the condenser is depressurized and then introduced into the heat exchanger.
상기 응축기와 열교환기는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장 냉동 복합 시스템의 제어방법.8. The method of claim 7,
Wherein the condenser and the heat exchanger are connected in parallel.
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KR1020120002340A KR101973204B1 (en) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | A combined refrigerating and freezing system and a control method the same |
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