KR102122499B1 - 냉각 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템에는, 설정공간의 냉각을 위하여 냉매를 압축하는 제 1 압축기; 상기 제 1 압축기의 출구측에 배치되며, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 추가 압축할 수 있는 제 2 압축기; 상기 제 1 압축기 또는 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 외기와 열교환 되는 실외 열교환기; 상기 실외 열교환기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하여, 상기 설정공간에 냉기를 공급하는 냉각용 증발기; 상기 제 1 압축기의 출구측으로부터 상기 제 2 압축기의 출구측으로 연장되는 바이패스 배관; 및 상기 제 1 압축기의 입구측 배관 또는 상기 바이패스 배관에 설치되어, 냉매의 유동을 조절하는 밸브장치가 포함된다.

Description

냉각 시스템 및 그 제어방법{A cooling system and a control method the same}
본 발명은 냉각 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
냉각 시스템에는, 냉장 시스템 또는 냉동 시스템이 포함된다.
상세히, 냉각 시스템이란, 열교환사이클을 유동하는 냉매와 실외공기간의 열교환, 그리고 냉매와 소정 공간과의 열교환에 의하여 상기 소정 공간에서 물품등의 냉장 또는 냉동이 이루어지도록 하는 것이다.
상기 소정 공간에서 물품등의 냉장이 이루어지면, 상기 냉각 시스템은 냉장 시스템을 구성하며, 냉동이 이루어지면 상기 냉각 시스템은 냉동 시스템을 구성하게 된다.
도 1을 참조하면, 상기 냉각 시스템에는, 냉동 사이클이 구동된다.
상세히, 냉각 시스템에는, 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 냉매와 실외 공기간에 열교환이 이루어지도록 하는 실외 열교환기(2)와, 상기 실외 열교환기(2)에서 응축된 냉매를 감압하기 위한 팽창장치(3) 및 팽창된 냉매를 증발시키기 위한 냉각용 증발기(4)가 포함된다.
여기서, 상기 냉각용 증발기(4)에서 생성된 냉기는 소정 공간을 냉각시키도록 작용한다. 일례로, 상기 소정 공간은 슈퍼마켓 또는 편의점에서 사용되는 냉장 또는 냉동기기의 보관 장소일 수 있다. 이러한 보관 장소는 1년 내내 사용되므로, 상대적으로 전력 소비량이 많게 된다.
한편, 이러한 냉각 시스템, 특히 냉동 시스템은 일반적인 공기 조화기(냉방 또는 난방운전)에 비하여 증발온도가 낮게 형성되므로, 외기온도가 상대적으로 높은 하절기에는 압축기의 압축비가 많이 상승하게 된다.
그리고, 상기 압축비가 상승되면, 압축기에서 토출되는 냉매의 온도가 비정상적으로 상승되어, 압축기의 작동 신뢰성이 저하되고 고장이 발생될 염려가 있게 된다. 또한, 압축기에 인가되는 부하가 커지므로 전력 소비량이 과다하게 발생되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 외기 온도에 따라 안정적으로 구동되는 냉각 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템에는, 설정공간의 냉각을 위하여 냉매를 압축하는 제 1 압축기; 상기 제 1 압축기의 출구측에 배치되며, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 추가 압축할 수 있는 제 2 압축기; 상기 제 1 압축기 또는 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 외기와 열교환 되는 실외 열교환기; 상기 실외 열교환기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하여, 상기 설정공간에 냉기를 공급하는 냉각용 증발기; 상기 제 1 압축기의 출구측으로부터 상기 제 2 압축기의 출구측으로 연장되는 바이패스 배관; 및 상기 제 1 압축기의 입구측 배관 또는 상기 바이패스 배관에 설치되어, 냉매의 유동을 조절하는 밸브장치가 포함된다.
또한, 상기 실외 열교환기를 통과한 냉매가 분지되어 유동하는 인젝션 배관; 상기 인젝션 배관을 유동하는 냉매를 감압하는 과냉각 팽창장치; 및 상기 실외 열교환기를 통과한 냉매와, 상기 인젝션 배관을 유동하는 냉매간에 열교환이 이루어지는 과냉각기가 더 포함된다.
또한, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 가이드 하는 냉매 배관과, 상기 인젝션 배관이 결합되는 배관 결합부가 더 포함된다.
또한, 상기 밸브장치에는, 상기 인젝션 배관을 유동하는 냉매를 상기 제 2 압축기에 유입시키기 위하여 개방되는 제 1 밸브장치; 및 상기 바이패스 배관에 제공되며, 상기 제 2 압축기를 바이패스 하기 위하여 개방되는 제 2 밸브장치가 포함된다.
또한, 상기 밸브장치에는, 상기 배관 결합부와 제 1 압축기의 사이에 제공되는 제 1 밸브장치; 및 상기 바이패스 배관에 제공되는 제 2 밸브장치가 포함된다.
또한, 외기온도를 감지하는 외기온도 감지부; 및 상기 외기온도 감지부에서 인식된 온도 정보에 따라, 상기 밸브장치의 온 또는 오프여부를 제어하는 제어부가 포함된다.
다른 측면에 따른 냉각 시스템의 제어방법에는, 압축기, 실외 열교환기 및 냉각용 증발기가 포함되는 냉각 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 제 1 압축기가 기동되어, 냉동 사이클이 운전되는 단계; 외기온도가 인식되는 단계; 및 상기 외기온도가 설정온도 이상이면, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 제 2 압축기로 유입시키고, 상기 외기온도가 설정온도 미만이면, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 상기 제 2 압축기의 출구측으로 바이패스 하는 단계가 포함된다.
또한, 상기 실외 열교환기에서 열교환 된 냉매가 분지된 분지냉매가 통과하는 과냉각기가 더 포함되고, 상기 외기온도가 설정온도 이상이면, 상기 과냉각기를 통과한 냉매가 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매와 합지되어 상기 제 2 압축기로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 압축기의 입구측에서 출구측으로 냉매를 바이패스 하는 바이패스 배관이 더 포함되고, 상기 외기온도가 설정온도 미만이면, 상기 분지냉매가 상기 과냉각기를 통과하는 유동이 제한되고, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매는 상기 바이패스 배관을 유동하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 외기온도에 따라 냉매의 1단 압축 또는 2단 압축이 선택적으로 이루어져 냉동 사이클의 성능계수가 개선될 수 있다는 효과가 있다.
특히, 외기온도가 상대적으로 낮은 동절기에서는, 저압축비의 압축기 운전이 가능하므로 1단 압축만을 수행하여 시스템의 효율을 개선할 수 있다.
반면에, 외기온도가 상대적으로 높은 하절기에서는, 고압축비의 압축기 운전을 해야 하는 환경이 조성되므로, 고압축비의 압축운전을 회피하기 위하여 2단 압축을 수행함으로써 시스템의 효율을 개선할 수 있다.
또한, 2개의 압축기를 구동함으로써 압축기의 압축비가 분산될 수 있으므로, 압축기의 토출온도의 비정상적인 상승을 억제하고 압축기의 신뢰성이 향상될 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 종래의 냉각 시스템의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 1단 압축모습을 보여주는 시스템 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 2단 압축모습을 보여주는 시스템 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템에서, 1단 압축 및 2단 압축시 외기온도에 따른 성능계수의 변화를 보여주는 그래프이다.
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.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 구성을 보여주는 시스템 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템(10)에는, 냉동 사이클이 구동된다.
상세히, 상기 냉각 시스템(10)에는, 냉매를 압축하는 복수의 압축기, 즉 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(120)와, 상기 제 1 압축기(110) 또는 제 2 압축기(120)에서 압축된 냉매를 응축시키는 실외 열교환기(130)와, 상기 실외 열교환기(130)에서 응축된 냉매를 추가 냉각하기 위한 과냉각기(140)와, 상기 과냉각기(140)에서 과냉된 냉매를 감압하는 팽창장치(150) 및 상기 팽창장치(150)에서 감압된 냉매를 증발시키는 냉각용 증발기(160)가 포함된다.
그리고, 상기 냉각 시스템(10)에는, 위 냉동 사이클의 구성요소들을 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매 배관(105)이 더 포함된다.
상기 제 1 압축기(110)와 제 2 압축기(120)는 직렬 연결된다. 상기 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(120)는, 상기 제 1 압축기(110)에서 1단 압축된 냉매가 상기 제 2 압축기(120)에 흡입되어 2단 압축되도록 배열될 수 있다.
상기 실외 열교환기(130)는 실외에 배치되며, 외기와 냉매가 열교환되도록 구성된다. 외기의 온도에 따라서 냉동 사이클의 응축압력, 즉 실외 열교환기(130)에서의 냉매 압력 또는 온도가 결정될 수 있다. 따라서, 외기온도가 높아지면 압축기의 압축비가 상승되고 이에 따라 압축기의 토출온도가 상승되는 환경이 조성될 수 있다.
상기 냉각 시스템(10)에는, 상기 냉매배관(105)을 유동하는 냉매의 적어도 일부분을 분지하여 상기 과냉각기(140)로 유입시키는 인젝션 배관(142)이 더 포함된다. 상기 인젝션 배관(142)의 냉매는, 상기 과냉각기(140)의 내부에서, 상기 냉매배관(105)의 냉매와 열교환 될 수 있다.
상기 인젝션 배관(142)은 상기 과냉각기(140)에서 열교환 된 냉매를 상기 제 2 압축기(120)의 입구측으로 가이드 한다.
상기 인젝션 배관(142)에는, 상기 인젝션 배관(142)에서의 냉매 유동을 조절하는 과냉각 팽창장치(145)가 제공된다. 일례로, 상기 과냉각 팽창장치(145)에는, 개도 조절이 가능한 전자 팽창밸브(EEV)가 포함된다.
냉매는 상기 과냉각 팽창장치(145)를 통과하면서 감압될 수 있다. 물론, 사기 과냉각 팽창장치(145)의 개도에 따라 냉매의 감압 정도는 달라질 수 있다.
상기 과냉각 팽창장치(145)에서 감압된 냉매는 상기 과냉각기(140)로 유입되어 상기 냉매 배관(105)의 냉매와 열교환 된다. 이 과정에서 상기 냉매 배관(105)의 냉매는 추가 냉각되며, 상기 인젝션 배관(142)의 냉매는 흡열 또는 증발될 수 있다.
그리고, 인젝션 배관(142)의 냉매는 상기 제 2 압축기(120)로 유입될 수 있다. 이와 같이, 상기 과냉각기(140)를 통과한 냉매, 즉 증발 압력 이상의 냉매가 상기 제 2 압축기(120)로 유입됨으로써 압축기(110,120)의 압축비를 저감시키는 데 도움을 줄 수 있다.
상기 냉각용 증발기(160)는, 물품의 냉각을 위하여 저장공간을 규정하는 냉각공간의 일측에 배치될 수 있다. 냉매가 상기 냉각용 증발기(160)에서 증발되는 과정에서 냉기가 발생되며, 상기 냉기는 상기 냉각공간에 공급될 수 있다. 상기 냉각공간은 쇼케이스(showcase)이라 이름할 수 있다.
상기 냉각용 증발기(160)에서 증발된 냉매는 상기 제 1 압축기(110)로 흡입된다.
상기 제 1 압축기(110)의 출구측에는, 상기 냉매 배관(105)과 상기 인젝션 배관(142)이 결합되는 배관 결합부(170)가 제공된다. 즉, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축되어 상기 냉매 배관(105)을 유동하는 냉매는 상기 인젝션 배관(142)을 통하여 유동하는 냉매와 합지될 수 있다.
상기 배관 결합부(170)는 상기 제 1 압축기(110)와 제 2 압축기(120)의 사이 지점, 즉 상기 제 1 압축기(110)의 출구측 및 상기 제 2 압축기(120)의 흡입측 지점에 형성될 수 있다.
상기 냉각 시스템(10)에는, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축된 냉매가 상기 제 2 압축기(120)로 바이패스 되도록 하는 바이패스 배관(180)이 더 포함된다. 상기 바이패스 배관(180)은 상기 제 1 압축기(110)의 출구측으로부터 상기 제 2 압축기의 출구측으로 연장된다.
상세히, 상기 바이패스 배관(180)은 상기 배관 결합부(170)로부터 상기 제 2 압축기(120)의 출구측 지점으로 연장된다. 즉, 상기 바이패스 배관(180)의 일측 단부는 상기 배관 결합부(170)에 결합되며, 타측 단부는 상기 제 2 압축기(120)의 토출측에 제공되는 냉매 배관(105)의 일 지점에 결합될 수 있다.
그리고, 상기 냉각 시스템(10)에는, 상기 제 2 압축기(120)의 흡입측에 제공되어 상기 제 2 압축기(120)로 흡입될 냉매의 유동을 조절하는 제 1 밸브장치(125) 및 상기 바이패스 배관(180)에 제공되어 상기 제 2 압축기(120)를 바이패스 할 냉매의 유동을 조절하는 제 2 밸브장치(185)가 더 포함된다.
상기 제 1 밸브장치(125)는 상기 배관 결합부(170)와 상기 제 2 압축기(120)의 사이 지점에 배치되고, 상기 제 2 밸브장치(185)는 상기 바이패스 배관(180)에 배치될 수 있다.
상기 제 1 밸브장치(125)와 제 2 밸브장치(185)는 온오프 조절이 가능한 솔레노이드 밸브 또는 개도 조절이 가능한 전자 팽창밸브(EEV)일 수 있다.
도 2에는, 상기 제 1 밸브장치(125)가 상기 제 2 압축기(120)의 흡입측에 제공되는 것으로 도시되었으나, 이와는 달리 상기 제 2 압축기(120)의 출구측에 배치될 수도 있을 것이다.
상기 제 2 밸브장치(185)가 오프되거나 닫혀지고, 상기 제 1 밸브장치(125)가 온되거나 개방되면, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축된 냉매는 상기 제 1 밸브장치(125)를 경유하여 상기 제 2 압축기(120)로 흡입되며 추가 압축될 수 있다.
반면에, 상기 제 1 밸브장치(125)가 오프되거나 닫혀지고, 상기 제 2 밸브장치(185)가 온되거나 개방되면, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축된 냉매는 상기 바이패스 배관(180) 및 제 2 밸브장치(185)를 유동하여 상기 제 2 압축기(120)를 바이패스 할 수 있다.
상기 냉각 시스템(10)에는, 외기의 온도를 감지하는 외기온도 감지부(210) 및 상기 외기온도 감지부(210)에서 인식된 온도에 기초하여, 상기 제 1,2 압축기(110,120), 과냉각 팽창장치(145) 또는 제 1,2 밸브장치(125,185)의 작동을 제어하는 제어부(200)가 더 포함된다.
일례로, 상기 외기온도 감지부(210)에는, 온도센서가 포함될 수 있다.
상기 외기온도 감지부(210)에서 인식된 온도가 일정온도 미만인 것으로 인식되면, 냉동 사이클의 저압(증발 압력)과 고압(응축 압력) 사이의 압력차가 크지 않으므로 압축기의 압축부하가 정상 운전범위 내에 속하게 된다. 따라서, 상기 제 1 압축기(110)만을 가동하여 1단 압축을 수행함으로써, 시스템의 운전효율을 개선하고 소비전력을 저감할 수 있다.
반면에, 상기 외기온도 감지부(210)에서 인식된 온도가 일정온도 이상인 것으로 인식되면, 냉동 사이클의 저압(증발 압력)과 고압(응축 압력) 사이의 압력차가 커지게 되어 압축기의 압축부하가 과도하게 증대된다. 따라서, 상기 제 1,2 압축기(110,120)를 모두 가동하여 2단 압축을 수행함으로써, 압축기의 작동 신뢰성을 높이고 시스템의 운전효율을 개선할 수 있다.
이와 관련하여, 이하에서는 도면을 참조하여 냉각 시스템의 제어방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 1단 압축모습을 보여주는 시스템 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템의 2단 압축모습을 보여주는 시스템 도면이다.
도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 냉각 시스템의 제어방법을 설명한다.
제 1 압축기(110)에 전원을 인가하고 기동하기 시작한다. 이 때, 상기 과냉각 팽창장치(145) 및 제 1 밸브장치(125)는 OFF 하고, 상기 제 2 밸브장치는 ON 상태를 유지한다.
따라서, 냉매는 상기 제 1 압축기(110)에서만 압축되는 1단 압축과 함께 냉동 사이클을 순환할 수 있다. 즉, 상기 1단 압축에 따른 냉동 사이클이, 본 실시예에 따른 냉각 시스템의 기본 사이클로서 이해될 수 있다(S11).
냉각 시스템(10)이 운전되는 과정에서, 외기온도가 상기 외기온도 감지부(210)를 통하여 인식될 수 있다. 상기 외기온도가 설정온도 이상인지 여부가 인식된다. 일례로, 상기 설정온도는 하절기인지 여부를 고려하여, 약 25℃로 설정될 수 있다 (도 7 참조). 다만, 이는 일례일 뿐, 상기 설정온도는 다른 값으로 설정될 수도 있을 것이다.
상기 외기온도가 설정온도 이상인 것으로 감지되면, 압축기의 압축부하가 커지는 조건이며, 설정온도 미만이면 하나의 압축기로 냉동 사이클의 구동이 가능한 조건인 것으로 인식될 수 있다(S12,S13).
상기 외기온도가 설정온도 미만인 것으로 인식되면, 도 5에 따른 냉매의 순환, 즉 1단 압축 냉동 사이클의 구동이 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 제 1 밸브장치(125)는 오프되고, 상기 제 2 밸브장치(185)는 온 작동될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축된 냉매는 상기 바이패스 배관(180)을 유동하게 된다. 즉, 냉매는 상기 제 2 압축기(120)로 흡입되는 것이 제한되며, 상기 바이패스 배관(180)을 유동함으로써 상기 제 2 압축기(120)를 바이패스 하게 된다.
그리고, 상기 과냉각 팽창장치(145)는 닫혀지며, 이에 따라 상기 인젝션 배관(142)에서의 냉매 유동은 제한된다. 따라서, 상기 과냉각기(140)에서의 냉매간 열교환은 발생하지 않게 된다.
이와 같이, 냉매는 제 1 압축기(110)에서 1단 압축만 이루어지며, 상기 인젝션 배관(142)을 통하여 제 2 압축기(120)로의 냉매 인젝션은 이루어지지 않게 된다 (S14,S15,S16).
상기 외기온도가 설정온도 이상인 것으로 인식되면, 도 6에 따른 냉매의 순환, 즉 2단 압축 냉동 사이클의 구동이 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 제 2 밸브장치(185)는 오프되고, 상기 제 1 밸브장치(125)는 온 작동될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축된 냉매는 상기 제 2 압축기(120)로 흡입되어 2단 압축된다. 즉, 냉매는 상기 바이패스 배관(180)으로 유동되지 않고 모두 상기 제 2 압축기(120)로 유입될 수 있다.
그리고, 상기 과냉각 팽창장치(145)는 개방되며, 이에 따라 상기 인젝션 배관(142)에서의 냉매 유동이 발생된다. 냉매는 상기 인젝션 배관(142)을 유동하는 과정에서, 상기 과냉각기(140)의 내부에서 상기 냉매 배관(105)의 냉매와 열교환 되며, 상기 제 2 압축기(120)로 인젝션 됨으로써 압축기의 압축 부담을 줄여주게 된다.
이와 같이, 냉매는 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(120)에서 2단 압축이 이루어지며, 상기 인젝션 배관(142)을 통하여 제 2 압축기(120)로의 냉매 인젝션이 이루어지므로, 제 1 압축기(110)에서의 고압축비 발생을 회피할 수 있게 된다(S17,S18,S19).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템에서, 1단 압축 및 2단 압축시 외기온도에 따른 성능계수의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 냉각 시스템의 1단 압축 및 2단 압축운전시, 외기온도에 따라서 성능계수가 변화되는 모습이 도시된다. 성능계수(Coefficient Of Performance, COP)는 냉각 시스템의 열효율을 규정하며, 성능계수가 클수록 냉각 시스템의 열효율이 개선되는 것으로 이해될 수 있다.
본 실시예에 따른 냉각 사이클은, 설정온도(T0)를 기준으로 1단 압축 또는 2단 압축 여부가 결정될 수 있다. 일례로, 상기 설정온도(T0)는 25℃일 수 있으나, 상기한 바와 같이 다른 값으로 설정될 수도 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 외기온도가 설정온도(T0) 미만인 경우, 즉 외기온도가 상대적으로 높지 않은 경우에는, 1단 압축운전시 냉각 사이클의 성능계수(COP)는 2단 압축운전시의 성능계수보다 높게 형성된다. 따라서, 냉각 사이클은 도 5에서 설명한 바와 같이, 1단 압축 냉동 사이클이 구동될 수 있다.
반면에, 외기온도가 설정온도(T0) 이상인 경우, 즉 외기온도가 상대적으로 높은 경우에는, 2단 압축운전시 냉각 사이클의 성능계수(COP)가 1단 압축운전시의 성능계수보다 높게 형성된다. 따라서, 냉각 사이클은 도 6에서 설명한 바와 같이, 2단 압축 냉동 사이클이 구동될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 냉각 사이클에는 복수의 압축기가 구비되고, 외기온도가 설정온도 이상인지 여부에 따라 선택적으로 1단 압축 또는 2단 압축이 수행될 수 있으므로, 압축기의 작동 신뢰성을 향상시키고 냉각 시스템의 성능계수를 개선할 수 있다는 효과가 나타난다.
10 : 냉각 시스템 105 : 냉매 배관
110 : 제 1 압축기 120 : 제 2 압축기
125 : 제 1 밸브장치 130 : 실외 열교환기
140 : 과냉각기 142 : 인젝션 배관
145 : 과냉각 팽창장치 150 : 팽창장치
160 : 냉각용 증발기 170 : 배관 결합부
180 : 바이패스 배관 185 : 제 2 밸브장치
200 : 제어부 210 : 외기온도 감지부

Claims (12)

  1. 설정공간의 냉각을 위하여 냉매를 압축하는 제 1 압축기;
    상기 제 1 압축기의 출구측에 배치되며, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 추가 압축할 수 있는 제 2 압축기;
    상기 제 1 압축기 또는 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 외기와 열교환 되는 실외 열교환기;
    상기 실외 열교환기를 통과한 냉매가 분지되어 유동하는 인젝션 배관;
    상기 인젝션 배관을 유동하는 냉매를 감압하는 과냉각 팽창장치;
    상기 실외 열교환기를 통과한 냉매와, 상기 인젝션 배관을 유동하는 냉매간에 열교환이 이루어지는 과냉각기;
    상기 과냉각기에서 과냉각된 냉매를 감압하는 팽창장치;
    상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하여, 상기 설정공간에 냉기를 공급하는 냉각용 증발기;
    상기 제 1 압축기의 출구측으로부터 상기 제 2 압축기의 출구측으로 연장되는 바이패스 배관; 및
    상기 제 2 압축기의 입구측 배관 또는 상기 바이패스 배관에 설치되어, 냉매의 유동을 조절하는 밸브장치가 포함되고,
    상기 제 1 압축기의 출구측 배관과 상기 제 2 압축기의 흡입측 배관의 사이에는, 상기 인젝션 배관을 통과한 냉매와 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 합지하고, 상기 바이패스 배관의 일측이 결합되는 배관 결합부가 더 포함되는 냉각 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브장치에는,
    상기 인젝션 배관을 유동하는 냉매를 상기 제 2 압축기에 유입시키기 위하여 개방되는 제 1 밸브장치; 및
    상기 바이패스 배관에 제공되며, 상기 제 2 압축기를 바이패스 하기 위하여 개방되는 제 2 밸브장치가 포함되는 냉각 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브장치에는,
    상기 배관 결합부와 제 2 압축기의 사이에 제공되는 제 1 밸브장치; 및
    상기 바이패스 배관에 제공되는 제 2 밸브장치가 포함되는 냉각 시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    외기온도를 감지하는 외기온도 감지부; 및
    상기 외기온도 감지부에서 인식된 온도 정보에 따라, 상기 밸브장치의 온 또는 오프여부를 제어하는 제어부가 포함되는 냉각 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외기온도 감지부에서 인식된 온도가 설정온도 이상이면,
    상기 제 1 밸브장치 및 과냉각 팽창장치를 개방하고, 상기 제 2 밸브장치를 폐쇄하도록 제어하는 냉각 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 밸브장치에는,
    상기 외기온도 감지부에서 인식된 온도가 설정온도 미만이면,
    상기 제 1 밸브장치 및 과냉각 팽창장치를 폐쇄하고, 상기 제 2 밸브장치를 개방하도록 제어하는 냉각 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기와 제 2 압축기는 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  10. 제 1 압축기, 상기 제 1 압축기와 직렬 연결되는 제 2 압축기, 상기 제 1 압축기 또는 상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 실외 열교환기, 상기 실외 열교환기를 통과한 냉매가 상기 실외 열교환기를 통과한 냉매에서 분지된 분지냉매와 열교환 되도록 하는 과냉각기, 상기 과냉각기를 통과한 냉매를 감압하는 팽창장치, 및 상기 팽창장치를 통과한 냉매를 증발시키는 냉각용 증발기가 포함되는 냉각 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 압축기가 기동되어, 냉동 사이클이 운전되는 단계;
    외기온도가 인식되는 단계; 및
    상기 외기온도가 설정온도 이상이면, 상기 과냉각기를 통과한 분지냉매와 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 합지하여 상기 제 2 압축기로 유입시키고,
    상기 외기온도가 설정온도 미만이면, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매를 상기 제 2 압축기의 출구측으로 바이패스 하고, 상기 분지냉매가 상기 과냉각기를 통과하는 유동이 제한되는 단계가 포함되는 냉각 시스템의 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기의 출구측과 상기 제 2 압축기의 입구측 사이에는, 상기 분지냉매가 유동하는 인젝션 배관이 결합되는 배관 결합부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 압축기의 입구측에서 출구측으로 냉매를 바이패스 하고, 일측이 상기 배관 결합부에 결합되는 바이패스 배관이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템의 제어방법.
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