KR102046311B1 - 장배관용 냉방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 출력단에 연결되어 압축기에서 토출되는 고압 냉매와 오일 중 오일은 기액 분리하고 고압 냉매는 배출시키는 유체처리부; 상기 유체처리부에서 배출되는 고압 냉매를 응축하는 응축기; 상기 유체처리부에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 유체처리부와 응축기를 연결하는 제1 고압 배관; 상기 응축기에서 배출되는 고압 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 응축기와 증발기 사이에 설치돼서 응축기에서 배출되는 고압 냉매를 저압 냉매로 감압시키는 팽창밸브; 상기 응축기에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 응축기와 팽창밸브를 연결하는 제2 고압 배관; 상기 팽창밸브에서 감압된 저압 냉매가 유동하도록 상기 팽창밸브와 증발기를 연결하는 제1 저압 배관; 및 상기 증발기에서 배출되는 저압 냉매가 유동하여 압축기로 회수되도록 증발기와 압축기를 연결하는 제2 저압 배관;을 포함하며, 상기 유체처리부는, 내부 공간을 형성한 본체; 일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 압축기에 연결되어 압축기에서 토출되는 고압 냉매와 오일을 본체의 내부 공간으로 안내하는 흡입관; 일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제1 고압 배관과 연결되어 상기 본체를 경유한 고압 냉매를 제1 고압 배관으로 안내하는 배출관; 일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제2 저압 배관과 연결되어 상기 본체를 경유한 고압 냉매를 제2 저압 배관으로 안내하는 바이패스관; 및 상기 바이패스관의 개폐를 단속하도록 바이패스관의 경로에 설치되는 제1 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

장배관용 냉방 시스템{Long pipe cooling system}

본 발명은 장배관용 냉방 시스템에 관한 것으로, 30m이상의 냉매 배관을 갖는 장배관용 냉방 시스템에 필수적인 대용량의 유수분리기와 평압 운전을 위한 배관 및 장치를 하나의 유체처리부 내부에 수용하여 복잡한 배관이 외부로 노출되지 않아 외형상 구조가 간단하고, 이로 인하여 설치가 용이하고 유지보수가 용이하게 된 장배관용 냉방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 다양한 형태로 설계되는데, 건물의 경우에는 주로 옥상에 실외기가 설치되고 벽체 및 천정을 통해 다수의 동관이 배관되어 증발기와 연결됨으로써 냉매를 순환시켜 냉기 또는 온기를 발생시키도록 하는 수단이다.

이러한 공기조화기는 통상 에어컨으로 불리우고 있으며, 대형 건물이나 지하철역사 등에 대량으로 설치된다.

한편, 공기조화기에 적용되는 압축기는 냉매를 고온 고압으로 압축하여 각각의 부재들로 전달하는 장치로, 압축기를 통해 고온 고압으로 압축된 냉매는 공기조화기의 각 부재들을 순환하는 과정을 거치게 되는데, 공기조화기를 구성하는 부재 중 팽창밸브를 거친 냉매는 저온 저압의 상태에서 압축기의 흡입단 측으로 흡입된다.

그리고, 압축기는 냉매 외에 오일을 함께 사용하는데, 이는 냉매의 압축효율을 높이기 위한 것으로서, 압축기는 이러한 오일이 부족하게 되면 압축기로부터 발생하는 소음이 커지고 에어컨 성능이 떨어지며 장기간 사용시에는 압축기의 고장 원인이 된다.

일반 가정용 에어컨의 경우에는 그 배관 길이가 약 5m 전후로서 냉매와 오일이 배관에 함께 순환을 하더라도 오일의 회수가 크게 어렵지 않으나, 대형 건물의 경우에는 그 배관의 길이가 상당하고 또한 배관의 시공과정에서 의도치 않은 구배에 의해 오일이 내부의 배관에 유입되면 장배관내의 오일 회수가 어렵게 되고 이로 인하여 에어컨의 효율이 저하되는 문제가 있었다.

아울러, 장배관용 에어컨의 경우에는 멀리까지 냉매를 보내야 하므로 이로 인해, 압축기의 흡입단 측에 연결된 배관과 출력단 측에 연결된 배관에 유동하는 냉매의 압력차가 더욱 증가할 수밖에 없는데, 이 경우 공기조화기의 재가동 시 압축기의 출력단과 흡입단의 압력차이로 인해 압축기의 순간 재가동이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 평압운전을 실시해야 한다.

이에, 대부분의 장배관용 에어컨은 상기된 평압운전을 위한 별도의 배관 및 장비를 갖추고 있어야 하고, 나아가 상기된 문제점인 오일이 건물 내부의 배관에 유입되지 않도록 별도의 배관과 장비를 갖추어야 하는데, 이로 인하여 압축기 전후단은 그 배관과 장비들이 매우 복잡하게 되고 이로 인하여 시공과정에서 배관을 잘못 연결할 가능성도 높고, 시공이 잘 되더라도 유지보수가 쉽지 않다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0531838호

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 30m이상의 냉매 배관을 갖는 장배관용 냉방 시스템에 필수적인 대용량의 유수분리기와 평압 운전을 위한 배관 및 장치를 하나의 유체처리부 내부에 수용하여 복잡한 배관이 외부로 노출되지 않아 외형상 구조가 간단하고, 이로 인하여 설치가 용이하고 유지보수가 용이하게 된 장배관용 냉방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 장배관용 냉방 시스템은, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 출력단에 연결되어 압축기에서 토출되는 고압 냉매와 오일 중 오일은 기액 분리하고 고압 냉매는 배출시키는 유체처리부; 상기 유체처리부에서 배출되는 고압 냉매를 응축하는 응축기; 상기 유체처리부에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 유체처리부와 응축기를 연결하는 제1 고압 배관; 상기 응축기에서 배출되는 고압 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 응축기와 증발기 사이에 설치돼서 응축기에서 배출되는 고압 냉매를 저압 냉매로 감압시키는 팽창밸브; 상기 응축기에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 응축기와 팽창밸브를 연결하는 제2 고압 배관; 상기 팽창밸브에서 감압된 저압 냉매가 유동하도록 상기 팽창밸브와 증발기를 연결하는 제1 저압 배관; 및 상기 증발기에서 배출되는 저압 냉매가 유동하여 압축기로 회수되도록 증발기와 압축기를 연결하는 제2 저압 배관;을 포함하며,

상기 유체처리부는, 내부 공간을 형성한 본체; 일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 압축기에 연결되어 압축기에서 토출되는 고압 냉매와 오일을 본체의 내부 공간으로 안내하는 흡입관; 일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제1 고압 배관과 연결되어 상기 본체를 경유한 고압 냉매를 제1 고압 배관으로 안내하는 배출관; 일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제2 저압 배관 및 모세관과 각각 연결되어 상기 본체를 경유한 고압 냉매 및 본체 하부에 고인 오일을 제2 저압 배관으로 안내하는 바이패스관; 일단은 상기 본체의 하면에 접하고 타단은 상기 바이패스관에 직결되어 상기 본체의 하면에 회수된 오일을 바이패스관으로 안내하는 모세관; 및 상기 바이패스관의 개폐를 단속하도록 바이패스관의 경로에 설치되는 제1 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 바이패스관은 3개의 연결점을 포함하며, 제1연결점은 최상부에 위치하며 본체 내부의 고압 냉매가 유입되는 지점이며, 제2연결점과 제3연결점은 제1연결점의 타단에 위치하며, 제2연결점은 본체 내부에 위치하며 모세관과 연결되며, 제3연결점은 본체의 외부에 위치하며 제2 저압 배관과 연결된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 바이패스관은 고압 냉매가 유동하고 상기 제1 밸브가 설치된 절곡관과 상기 절곡관에 연결되어 상기 모세관의 타단이 직결되는 오일관이 상호 연결되는 분기관 형태이며, 상기 절곡관에는 제1 밸브가 설치되고, 기 제1밸브가 설치된 부분만 본체(100)의 외부에 위치하고, 제1 밸브가 설치된 부분이외의 부분은 전부 본체(100)의 내부에 설치된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 밸브는 압축기의 가동 전 고압 배관과 저압 배관에 잔류하는 냉매가 평압을 이루도록 개방되고 압축기가 가동되면 폐쇄되어 본체의 내부 공간으로 안내된 고압 냉매를 배출관으로 안내한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 본체의 내부 공간으로 기액 분리된 오일은 상기 바이패스관을 통해 안내되어 제2 저압 배관으로 유동된다.

본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.

첫째, 장배관용 냉방시스템에 사용되는 유수분리기와 평압운전을 위한 설비 및 배관등을 하나의 유체처리부 내부에 수용하여 외부로 노출되는 배관 및 설비를 최소화시킴으로서 외형상 구조가 간단하고, 이로 인하여 오설치가 가능성이 낮고 나아가 설치 및 유지보수가 용이하다는 장점이 있다.

둘째, 냉매가 유동하는 유로를 복잡하게 구현하는 것이 아니라 제1 고압배관과 압축기 사이에 유체처리부를 연결하고 유체처리부의 바이패스관을 제2 저압배관에 연결하는 단조로운 구성을 통해 장배관용 냉방 시스템의 구조를 간소화시킬 수 있다. 그 결과, 시공의 용이성 향상, 유지, 보수의 용이성 증대, 장치가 차지하는 점유 면적을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.

셋째, 장배관에서는 시공과정에서 건물 내부의 설치된 배관의 의도치 않은 구배에 의해서 저점에 오일이 고여서 오일의 회수가 어려울 수 있는데, 압축기에서 토출되는 오일을 유체처리부의 본체에서 효율적으로 기액 분리하여 장배관 내부에 오일이 고이는 문제를 해결할 수 있다.

넷째, 간단한 구조를 갖춘 유체처리부에서 압축기의 가동이 중지되면 제1 밸브가 개방되어 고압 배관에 잔류한 고압 냉매를 바이패스관을 통해 저압 배관 측으로 순환시킬 수 있고 이를 통해 고압 배관과 저압 배관에 잔류한 냉매 가스가 서로 평압을 이루도록 함으로써 압축기의 가동 여건을 수 초 내로 신속하게 확보할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 본체를 케이스, 상부커버 및 하부커버가 상호 결합, 조립이 되도록 구성함으로써 본체의 청소 용이성을 향상시켰고, 오일의 기액 분리와 유동관의 평압 작용을 동시에 수행할 수 있으므로 공기조화기 사이클에 설치되는 부품의 개수를 간소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 사이클을 개략적으로 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 개략적인 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 유체처리부의 내부 구성을 도시한 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 바이패스관의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 사이클에서 압축기가 가동된 상태에서의 냉매 순환을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 압축기의 가동이 중단된 상태에서 고압 배관과 저압 배관의 압력차를 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 사이클에서 압축기의 가동이 중단된 상태에서의 냉매 순환을 설명하기 위한 개념도.
도 8은 도 7의 상태에서의 고압 배관과 저압 배관의 압력차를 설명하기 위한 개념도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이때, 도 1은 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 사이클을 개략적으로 도시한 개념도이고 도 2는 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 개략적인 사시도이고 도 3은 본 발명에 따른 유체처리부의 내부 구성을 도시한 개략적인 단면도이고 도 4는 본 발명에 따른 바이패스관의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 압축기(CPS), 증발기(EPT), 응축기(CDS), 팽창밸브(EV), 유체처리부(10)를 포함하며, 전술한 부재들을 상호 배관하는 유로가 구비된다. 상기 유로는 제1, 2 고압 배관(HP1, HP2) 및 제1, 2 저압 배관(LP1, LP2)을 포함된다.

더 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템은 냉매를 압축하는 압축기(CPS), 상기 압축기(CPS)의 출력단(CPS-10)에 연결되어 압축기(CPS)에서 토출되는 고압 냉매와 오일 중 오일은 기액 분리하고 고압 냉매는 배출시키는 유체처리부(10), 상기 유체처리부(10)에서 배출되는 고압 냉매를 응축하는 응축기(CDS), 상기 유체처리부(10)에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 유체처리부(10)와 응축기(CDS)를 연결하는 제1 고압 배관(HP1), 상기 응축기(CDS)에서 배출되는 고압 냉매를 증발시키는 증발기(EPT), 상기 응축기(CDS)와 증발(EPT)기 사이에 설치돼서 응축기(CDS)에서 배출되는 고압 냉매를 저압 냉매로 감압시키는 팽창밸브(EV), 상기 응축기(CDS)에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 응축기(CDS)와 팽창밸브(EV)를 연결하는 제2 고압 배관(HP2), 상기 팽창밸브(EV)에서 감압된 저압 냉매가 유동하도록 상기 팽창밸브(EV)와 증발기(EPT)를 연결하는 제1 저압 배관(LP1) 및 상기 증발기(EPT)에서 배출되는 저압 냉매가 유동하여 압축기(CPS)로 회수되도록 증발기(EPT)와 압축기(CPS)를 연결하는 제2 저압 배관(LP2)을 포함하여 이루어진다.

이때, 유체처리부(10)는 압축기(CPS)의 출력단(CPS-1)과 직결되어 압축기(CPS)에서 토출되는 오일이 제1, 2 고압배관(HP1, HP2), 응축기(CDS), 팽창밸브(EV), 증발기(EPT)에서 고여 유로를 차단하는 일이 없도록 압축기의 후단에서 오일을 즉각 기액 분리한다.

한편, 상기 압축기(CPS), 응축기(CDS), 팽창밸브(EV), 증발기(EPT)는 일반적인 공기조화 사이클에 구비되는 공지의 부재들이므로 자세한 설명은 생략하고 유체처리부(10)에 대해서만 자세하게 설명하겠다.

상기 유체처리부(10)는, 내부 공간을 형성한 본체(100), 일단은 상기 본체(100)의 내부 공간과 연통하고 타단은 압축기(CPS)에 연결되어 압축기(CPS)에서 토출되는 고압 냉매와 오일을 본체(100)의 내부 공간으로 안내하는 흡입관(200), 일단은 상기 본체(100)의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제1 고압 배관(HP1)과 연결되어 상기 본체(100)를 경유한 고압 냉매를 제1 고압 배관(HP1)으로 안내하는 배출관(300), 일단은 상기 본체(100)의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제2 저압 배관(LP2) 및 모세관(600)과 연결되어 상기 본체(100)를 경유한 고압 냉매 및 본체(100) 하부에 고인 오일을 제2 저압 배관(LP2)으로 안내하는 바이패스관(400), 상기 바이패스관(400)과 연결되며 본체(100) 하부에 위치하는 모세관(600) 및 상기 바이패스관(400)의 개폐를 단속하도록 바이패스관(400)의 경로에 설치되는 제1 밸브(500)를 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 본체(100)는 상, 하부가 개방된 중공 형상의 케이스(110) 및 상기 케이스(110)의 상, 하부에 결합되는 각각의 상부커버(120)와 하부커버(130)를 포함하여 구성된다. 이때, 케이스(110)에 결합되는 상부커버(120)와 하부커버(130)는 각각 나사체결방식으로 결합될 수 있도록 내주면과 외주면 등에 나사산이 형성될 수 있으며 이로 인해, 본체(100)의 분해 조립이 용이해지고 이로써 본체(100)의 청소 용이성을 대폭 향상시킬 수 있다. 그러나, 케이스(110), 상부커버(120), 하부커버(130) 등은 모두 일체로 형성될 수도 있음은 물론이다.

다음으로, 흡입관(200)은 압축기(CPS)의 출력단(CPS-1)과 본체(100)를 상호 연결하며 압축기(CPS)에서 토출되는 고압 냉매와 오일을 본체(100)의 내부 공간으로 안내한다. 이때, 흡입관(200)은 본체(100)의 상단, 보다 상세하게는 상부 커버에 수직으로 연결되어 압축기(CPS)에서 토출되는 고압 냉매와 오일을 본체(100)의 내부 공간을 향해 직 하방으로 분사한다.

한편, 흡입관(200)에는 압축기(CPS)로부터 토출되는 고압 냉매와 오일이 압축기(CPS)로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(210)가 설치될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 유체처리부(10)는 본체(100)의 내부 공간에 설치되어 압축기(CPS)로부터 토출되는 오일을 채집하는 거름망(700)을 더 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 거름망(700)은 본체(100)의 내부 공간 상부에 설치되는 제1 채집망(710) 및 본체(100)의 내부 공간에 설치되되 상기 제1 채집망(710)으로부터 하방으로 이격된 위치에 배치되는 제2 채집망(720)을 포함하여 구성된다.

그 결과, 직 하방으로 분사되는 냉매와 오일 중 비산되는 오일은 제1 채집망(710)과 제2 채집망(720)에 달라붙게 되어 기액 분리 효율이 증대된다.

뿐만 아니라, 제1 채집망(710)은 냉매와 함께 상승하는 비교적 가벼운 오일들을 달라붙게 하여 오일이 배출관(300) 측으로 역류하지 않도록 하며 상승하는 냉매에 포함된 미분의 오일이 있게 되면 그 오일을 달라붙게 하여 미량이라도 배출관(300)으로 배출되지 못하도록 한다.

다음으로, 배출관(300)은 본체(100)와 고압 배관(HP)을 상호 연결하며 압축기(CPS)의 구동시에 고압 냉매가 본체(100)를 경유하여 배출관(300)으로 유동한다. 이때, 배출관(300)은 제1 채집망(710)보다 더 상부에 위치할 수 있도록 하여, 본체(100)의 내부 공간에서 비산되거나 상승하는 냉매에 포함된 미분의 오일이 제1 채집망(710)에 의해 완전히 걸러지고 순수한 고압 냉매만이 배출관(300)을 통해 유동할 수 있도록 한다.

특히, 배출관(300)으로 오일이 배출되지 않도록 하기 위하여 배출관(300)의 말단을 도면과 같이 상부로 휘어지게 하며, 배출관(300)의 말단은 흡입관(200)의 말단보다 높게 설치한다.

아울러, 배출관(300)에는 유동하는 고압 냉매를 단속하기 위해 제2 밸브(310)가 설치될 수 있다.

바이패스관(400)은 크게 2가지 역할을 한다. 즉, 평압 운전을 위하여 압축기(CPS)의 출력단의 고압 냉매를 압축기(CPS)의 입력단으로 보내서 압축기(CPS)의 입력단과 출력단의 압력을 맞추는 역할과 본체 하부에 수용된 오일을 압축기(CPS)의 입력단으로 되돌려 보내는 역할을 하게 된다.

또한 본체(100)의 외부로 복잡한 배관과 장비들이 노출되지 않도록 바이패스관(400)은 최대한 본체(100)의 내부에 설치하되, 운전중 유지보수가 상대적으로 다수회 필요한 밸브는 본체(100)의 외부에 노출되도록 하기 위하여 도 3 및 도 4와 같은 형태를 가지게 되었다.

특히, 모세관(600)과 연결된 부분에는 별도의 밸브를 설치하지 않고도 운전이 가능하게 되는데, 이는 압축기(CPS)의 입력단과 출력단의 압력을 맞추기 위하여 제1밸브(500)를 열게 되면 본체(100) 내부의 고압의 가스는 모세관 쪽 보다는 압력이 낮게 되는 제3연결점(P3)으로 유입되기 때문이다.

또한 바이패스관(400)은 제1밸브(500)의 개폐에 따라서 고압의 가스가 순간적으로 흐르게 되므로 배관의 진동이 자주 발생하여 용접부분에 문제가 생길 수 있으므로, 이를 예방하기 위하여 바이패스관(400)이 본체의 내벽과 접하는 부분은 최대한 본체에 밀착시켜서 제작하며, 경우에 따라서는 이 부분을 용접등의 방법으로 본체의 내벽에 완전히 고정시킬 수도 있다.

바이패스관(400)은 3개의 연결점을 포함한다. 제1연결점(P1)은 최상부에 위치하며 본체(100) 내부의 고압 냉매가 유입되는 지점이며, 제2연결점(P2)과 제3연결점(P3)은 제1연결점(P1)의 타단에 위치하며, 제2연결점(P2)은 본체(100) 내부에 위치하며 모세관(600)과 연결되며, 제3연결점(P3)은 본체(100)의 외부에 위치하며 제2 저압 배관(LP2)와 연결된다.

즉, 바이패스관(400)은 본체(100)와 제2 저압 배관(LP2)을 상호 연결하되 제1 밸브(500)의 개폐 여부에 따라 제2 저압 배관(LP2) 측으로 고압 냉매가 유동하는 유로를 제공한다. 그리고, 본체(100) 내부 공간에 기액 분리된 오일은 바이패스관(400)으로 안내되어 지속적으로 제2 저압 배관(LP2)으로 유동되고, 제2 저압 배관(LP2)으로 유동된 오일은 압축기(CPS)의 흡입단(CPS-2)으로 귀환한다.

한편, 본 발명에 따른 유체처리부(10)는 일단은 상기 본체(100)의 하면에 접하고 타단은 상기 바이패스관(400)에 직결되어 상기 본체(100)의 하면에 기액 분리된 오일을 바이패스관(400)으로 안내하는 모세관(600)을 포함한다. 이때, 모세관(600)은 본체(100)의 하부에서 상부를 향해 본체(100)의 벽면을 타고 나선형으로 감긴다. 모세관(600)은 압력차에 의해 오일을 귀환시키는 것으로 그 길이에 따라 오일의 귀환량이 달라지는바, 오일을 효과적으로 귀환시킬 수 있는 길이만큼 적절하게 구비한다.

모세관(600)을 본체(100)의 벽면에 나선형으로 설치하여 본체 내부의 온도를조절하는 역할도 하게 된다.

보다 구체적으로, 바이패스관(400)은 고압 냉매가 유동하고 상기 제1 밸브(500)가 설치된 절곡관(410)과 상기 모세관(600)의 타단이 직결되는 오일관(420)이 상호 연결되는 분기관 형태이다. 다시 말해, 본체(100)의 내부 공간으로 토출된 고압 냉매는 절곡관(410)을 개폐하는 제1 밸브(500)의 개도 여부에 따라 제2 저압 배관(LP2)으로 선택적으로 유동하지만 본체(100)의 내부 공간에 기액 분리된 오일은 모세관(600)에 의해 오일관(420)으로 공급되면서, 최종적으로 압축기(CPS)의 흡입단(CPS-2)으로 지속적으로 순환된다.

이때, 오일관(420)의 일단은 모세관(600)과의 기밀성을 향상시키기 위해 내부가 점진적으로 좁아지는 형태이며 이로써, 제1 밸브(500)가 개방되었을 때 절곡관(410)에 유동되는 고압 냉매가 모세관(600)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 절곡관(410)은 그 경로가 다수 회 절곡된 형태로 절곡관(410)을 유동하는 고압 냉매의 유속을 일정 부분 감쇄하여 유동관의 진동에 의한 소음을 저감시킬 수 있다.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이 절곡관(410)의 일부만을 본체(100)의 외측으로 노출시키고 노출된 절곡관(410)의 경로상에 제1 밸브(500)를 설치함으로써 본체(100)의 외부로 노출되는 배관을 최소화시켜 형태를 간소화하고 제1 밸브(500)는 외부로 노출돼있기 때문에, 제1 밸브(500)의 유지, 보수의 용이성을 제공한다.

한편, 본체(100)의 하면, 보다 구체적으로 하부커버(130)에는 본체(100)의 내부 공간에 저장된 오일의 배출을 위한 드레인(131)이 설치될 수 있다. 다시 말해, 드레인(131)은 하부커버(130)를 관통하는 오일배출구멍(132)을 개폐하는 수단으로, 모세관(600)만으로 오일의 제거가 어려워서, 본체(100)의 내부 공간으로 기액 분리된 오일이 일정 수위를 초과하였을 경우, 드레인(131)을 조작해 임의로 본체(100)의 내부 공간에 수용된 오일을 외부로 배출시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템은 제1 밸브(500)와 제2 밸브(310)를 전기적으로 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

이에 더하여, 유동관에 유동하는 냉매의 압력을 검출하도록 제1, 2 고압 배관(HP1, HP2)과 제1, 2 저압 배관(LP1, LP2)에는 각각 압력 센서(미도시)가 설치될 수 있으며, 압력 센서는 제어부와 전기적으로 연결되어 있고, 압력 센서의 검출값을 근거로 압축기(CPS)의 구동이 제어될 수도 있다.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 작용에 대해서 자세하게 설명하겠다.

이때, 도 5는 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 사이클에서 압축기가 가동된 상태에서의 냉매 순환을 설명하기 위한 개념도이고 도 6은 압축기의 가동이 중단된 상태에서 고압 배관과 저압 배관의 압력차를 설명하기 위한 개념도이고 도 7은 본 발명에 따른 장배관용 냉방 시스템의 사이클에서 압축기의 가동이 중단된 상태에서의 냉매 순환을 설명하기 위한 개념도이고 도 8은 도 7의 상태에서의 고압 배관과 저압 배관의 압력차를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 압축기(CPS)가 가동된 상태, 즉 장배관용 냉방 시스템이 작동되는 상태에서는 압축기(CPS)의 출력단(CPS-1)에서 토출되는 고압 냉매와 오일이 본체(100)의 내부 공간으로 유입되고 고압 냉매는 배출관(300)으로 배기되어 배출관(300)과 이어진 제1 고압 배관(HP1)으로 유동되고 응축기(CDS), 팽창밸브(EV), 증발기(EPT)를 거쳐 저압 냉매로서 압축기(CPS)로 귀환한다.

이때, 본체(100)의 내부 공간으로 오일이 토출되면, 전부 기액 분리되어 모세관(600), 오일관(420) 순으로 유동하여 본체(100)의 내부 공간에서 배출되고 최종적으로 제2 저압 배관(LP2)을 따라 압축기(CPS)의 흡입단(CPS-2) 측으로 순환한다.

그 결과, 압축기(CPS)에서 토출되는 오일이 유로를 전체적으로 순환하는 구조가 아니기 때문에, 오일이 배관 등에 고여 발생하는 배관 막힘 등의 문제점을 사전에 차단할 수 있다.

한편, 냉매의 유동 경로는 1점 쇄선, 오일의 유동 경로는 2점 쇄선으로 도시하였다.(이하의 도면에서도 동일)

불측의 사유로 장배관용 냉방 시스템을 재가동 하여야 할 경우, 압축기(CPS)의 가동을 중지한 시점에서부터 압축기(CPS)는 제1 고압 배관(HP1)과 제2 저압 배관(LP2)에 잔류한 냉매가 평압을 이룰 때까지 가동이 불가한 상태가 된다.

즉, 한번 장배관용 냉방 시스템의 가동을 중지시키면, 압축기(CPS)의 재가동 여건이 마련될 때까지 냉방 시스템을 가동시킬 수 없다.

이때, 도 7에 도시된 바와 같이 바이패스관(400)을 통하여 제1 고압 배관(HP1)에 잔류한 고압 냉매를 본체(100)의 내부 공간을 거쳐 제2 저압 배관(LP2) 측으로 순환시키면, 수 초 내에 제1, 2 고압 배관(HP1, HP2)에 잔류한 고압 냉매와 제1, 2 저압 배관(LP1, LP2)에 잔류한 저압 냉매가 서로 평압을 이룰 수 있다.

예컨대, 장배관용 냉방 시스템을 재가동할 경우 전원 신호가 인가되면 도 7에 도시된 바와 같이 가동 중지된 압축기(CPS)가 바로 가동되는 것이 아니라, 대략 5초 내지 10초가량 제1 밸브(500)가 개방되어 고압 냉매가 제1 고압 배관(HP1)→본체(100) 내부 공간→바이패스관(400)→제2 저압 배관(LP2) 순서로 순환하면서 제1, 2 고압 배관(HP1, HP2)과 제1, 2 저압 배관(LP1, LP2)에 잔류한 냉매의 평압이 이루어지고, 이에 따라 압축기(CPS)의 가동 여건이 마련되어 빠른 시간 내 압축기(CPS)가 재가동할 수 있게 된다.

다시 말해, 제1 밸브(500)는 압축기(CPS)의 가동 전 제1 고압 배관(HP1)과 제2 저압 배관(LP2)에 잔류하는 냉매가 평압을 이루도록 개방되고 압축기(CPS)가 가동되면 폐쇄되어 본체(100)의 내부 공간으로 안내된 고압 냉매를 배출관(300)으로 안내하는 작용을 담당한다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

CPS: 압축기
CDS: 응축기
EV: 팽창밸브
EPT: 증발기
HP1: 제1 고압배관
HP2: 제2 고압배관
LP1: 제1 저압배관
LP2: 제2 저압배관
10: 유체처리부
100: 본체
200: 흡입관
300: 배출관
400: 바이패스관
500: 제1 밸브
600: 모세관
700: 거름망

Claims (5)

1. 냉매를 압축하는 압축기;
   상기 압축기의 출력단에 연결되어 압축기에서 토출되는 고압 냉매와 오일 중 오일은 기액 분리하고 고압 냉매는 배출시키는 유체처리부;
   상기 유체처리부에서 배출되는 고압 냉매를 응축하는 응축기;
   상기 유체처리부에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 유체처리부와 응축기를 연결하는 제1 고압 배관;
   상기 응축기에서 배출되는 고압 냉매를 증발시키는 증발기;
   상기 응축기와 증발기 사이에 설치돼서 응축기에서 배출되는 고압 냉매를 저압 냉매로 감압시키는 팽창밸브;
   상기 응축기에서 배출되는 고압 냉매가 유동하도록 상기 응축기와 팽창밸브를 연결하는 제2 고압 배관;
   상기 팽창밸브에서 감압된 저압 냉매가 유동하도록 상기 팽창밸브와 증발기를 연결하는 제1 저압 배관; 및
   상기 증발기에서 배출되는 저압 냉매가 유동하여 압축기로 회수되도록 증발기와 압축기를 연결하는 제2 저압 배관;을 포함하며,
   상기 유체처리부는,
   내부 공간을 형성한 본체;
   일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 압축기에 연결되어 압축기에서 토출되는 고압 냉매와 오일을 본체의 내부 공간으로 안내하는 흡입관;
   일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제1 고압 배관과 연결되어 상기 본체를 경유한 고압 냉매를 제1 고압 배관으로 안내하는 배출관;
   일단은 상기 본체의 내부 공간과 연통하고 타단은 상기 제2 저압 배관 및 모세관과 각각 연결되어 상기 본체를 경유한 고압 냉매 및 본체 하부에 고인 오일을 제2 저압 배관으로 안내하는 바이패스관;
   일단은 상기 본체의 하면에 접하고 타단은 상기 바이패스관에 직결되어 상기 본체의 하면에 회수된 오일을 바이패스관으로 안내하는 모세관; 및
   상기 바이패스관의 개폐를 단속하도록 바이패스관의 경로에 설치되는 제1 밸브;를 포함하며,
   상기 바이패스관은 고압 냉매가 유동하고 상기 제1 밸브가 설치된 절곡관과 상기 절곡관에 연결되어 상기 모세관의 타단이 직결되는 오일관이 상호 연결되는 분기관 형태이며, 상기 절곡관에는 제1 밸브가 설치되고,
   상기 제1밸브가 설치된 부분만 본체(100)의 외부에 위치하고, 제1 밸브가 설치된 부분이외의 부분은 전부 본체(100)의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 장배관용 냉방 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 바이패스관은 3개의 연결점을 포함하며, 제1연결점은 최상부에 위치하며 본체 내부의 고압 냉매가 유입되는 지점이며, 제2연결점과 제3연결점은 제1연결점의 타단에 위치하며, 제2연결점은 본체 내부에 위치하며 모세관과 연결되며, 제3연결점은 본체의 외부에 위치하며 제2 저압 배관과 연결되는 것을 특징으로 하는 장배관용 냉방 시스템.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 밸브는 압축기의 가동 전 고압 배관과 저압 배관에 잔류하는 냉매가 평압을 이루도록 개방되고 압축기가 가동되면 폐쇄되어 본체의 내부 공간으로 안내된 고압 냉매를 배출관으로 안내하는 것을 특징으로 하는 장배관용 냉방 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체의 내부 공간으로 기액 분리된 오일은 상기 바이패스관을 통해 안내되어 제2 저압 배관으로 유동하는 것을 특징으로 하는 장배관용 냉방 시스템.
   

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