KR102128576B1 - Refrigerant cycle apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1압축기의 흡입측에 연결된 흡입 배관; 제1압축기의 토출측과 제2압축기의 흡입측을 연결하는 연결 배관; 제2압축기를 통과한 냉매가 유입되는 응축기; 응축기에서 응축된 냉매가 유입되어 과냉되는 과냉각기; 과냉각기에서 과냉된 냉매를 증발기로 안내하는 액관; 액관에서 분지되고 액관을 유동하는 냉매 중 일부를 과냉각기로 유입시키는 과냉각 입구배관; 과냉각 입구배관에 설치된 과냉각 팽창기구; 과냉각기에 연결되고, 과냉각 입구배관으로 유입된 냉매가 배출되는 과냉각 출구배관; 과냉각 출구배관을 흡입 배관과 연통시키는 제1바이패스 배관; 과냉각 출구배관을 연결 배관과 연통시키는 제2바이패스 배관; 제1바이패스 배관에 설치된 제1바이패스 밸브; 제2바이패스 배관에 설치된 제2바이패스 밸브; 및 과냉각 팽창기구, 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브 각각의 개도를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.Refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention, the suction pipe connected to the suction side of the first compressor; A connecting pipe connecting the discharge side of the first compressor and the suction side of the second compressor; A condenser through which the refrigerant passed through the second compressor flows; A supercooler through which the condensed refrigerant is introduced and supercooled; A liquid pipe for guiding the supercooled refrigerant in the supercooler to an evaporator; A supercooling inlet pipe for introducing a part of the refrigerant branched from the liquid pipe and flowing through the liquid pipe into the supercooler; A supercooling expansion mechanism installed in the supercooling inlet pipe; A supercooling outlet pipe connected to the supercooler and through which the refrigerant introduced into the supercooling inlet pipe is discharged; A first bypass pipe communicating the supercooled outlet pipe with the suction pipe; A second bypass pipe communicating the supercooling outlet pipe with the connecting pipe; A first bypass valve installed in the first bypass pipe; A second bypass valve installed in the second bypass pipe; And a controller for controlling the opening degree of each of the supercooling expansion mechanism, the first bypass valve, and the second bypass valve.
Description
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.The present invention relates to a refrigeration cycle device, and more particularly, to a refrigeration cycle device in which refrigerant passages of a low pressure side compressor and a high pressure side compressor are connected in series so that refrigerants can be sequentially compressed in multiple stages.
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.In general, a refrigeration cycle device cools or heats ambient air using a refrigerant as a working fluid, such as an air conditioner or a refrigerator, whereby the refrigerant undergoes compression, condensation, expansion, and evaporation processes.
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.In the refrigeration cycle device, the refrigerant is compressed into a gas state of high temperature and high pressure by a compressor, and then discharges heat to the outside while passing through the condenser, and is converted into a low-temperature low-pressure two-phase refrigerant through an expansion process. Then, the two-phase refrigerant that has undergone the expansion process absorbs heat from the outside, evaporates in a gaseous state, and then flows back into the compressor.
냉동 사이클 장치는 냉매가 한번의 압축 과정을 거치는 단일 압축 사이클 또는 두 번 이상의 압축 과정을 거치는 다단 압축 사이클로 구별될 수 있다. 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.The refrigeration cycle device may be divided into a single compression cycle in which the refrigerant undergoes one compression process or a multi-stage compression cycle in which two or more compression processes are performed. When performing a multi-stage compression cycle, compared to the case of a single compression cycle, the compression days for compressing at a set pressure are reduced, and at the same time, the compressor discharge temperature can be lowered, and the compression days are reduced, thereby increasing efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 저부하 조건에서 저압측 압축기의 토출온도가 지나치게 상승하는 것을 방지하는 냉동 사이클 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a refrigeration cycle device that prevents the discharge temperature of the low pressure side compressor from excessively rising under low load conditions.
본 발명의 실시예에 따른 냉동 사이클 장치는, 제1압축기의 흡입측에 연결된 흡입 배관; 상기 제1압축기의 토출측과 제2압축기의 흡입측을 연결하는 연결 배관; 상기 제2압축기를 통과한 냉매가 유입되는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 유입되어 과냉되는 과냉각기; 상기 과냉각기에서 과냉된 냉매를 증발기로 안내하는 액관; 상기 액관에서 분지되고 상기 액관을 유동하는 냉매 중 일부를 상기 과냉각기로 유입시키는 과냉각 입구배관; 상기 과냉각 입구배관에 설치된 과냉각 팽창기구; 상기 과냉각기에 연결되고, 상기 과냉각 입구배관으로 유입된 냉매가 배출되는 과냉각 출구배관; 상기 과냉각 출구배관을 상기 흡입 배관과 연통시키는 제1바이패스 배관; 상기 과냉각 출구배관을 상기 연결 배관과 연통시키는 제2바이패스 배관; 상기 제1바이패스 배관에 설치된 제1바이패스 밸브; 상기 제2바이패스 배관에 설치된 제2바이패스 밸브; 및 상기 과냉각 팽창기구, 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브 각각의 개도를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.Refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention, the suction pipe connected to the suction side of the first compressor; A connecting pipe connecting the discharge side of the first compressor and the suction side of the second compressor; A condenser through which the refrigerant passing through the second compressor flows; A supercooler through which the condensed refrigerant is introduced and supercooled; A liquid pipe guiding the refrigerant supercooled in the supercooler to an evaporator; A supercooling inlet pipe for introducing a portion of the refrigerant branched from the liquid pipe and flowing through the liquid pipe into the supercooler; A supercooling expansion mechanism installed in the supercooling inlet pipe; A supercooling outlet pipe which is connected to the supercooler and discharges refrigerant flowing into the supercooling inlet pipe; A first bypass pipe communicating the supercooled outlet pipe with the suction pipe; A second bypass pipe communicating the supercooled outlet pipe with the connecting pipe; A first bypass valve installed in the first bypass pipe; A second bypass valve installed in the second bypass pipe; And a controller that controls the opening degree of each of the supercooling expansion mechanism, the first bypass valve, and the second bypass valve.
상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 되고 설정시간이 경과하기 전까지 상기 제1바이패스 밸브 및 상기 제2바이패스 밸브를 각각 최대 개도로 제어할 수 있다.The first bypass valve and the second bypass valve may be controlled to a maximum opening degree, respectively, until the first compressor and the second compressor are turned on and a set time elapses.
상기 컨트롤러는, 상기 설정시간이 경과하고 상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이면, 상기 제1바이패스 밸브를 최소 개도로 제어하고, 상기 제2바이패스 밸브를 최대 개도로 제어할 수 있다.The controller may control the first bypass valve to a minimum opening degree and control the second bypass valve to a maximum opening degree when the set time elapses and the first compressor and the second compressor are turned on. .
상기 컨트롤러는, 상기 설정시간이 경과하고 상기 제1압축기 및 제2압축기 중 어느 하나는 온 상태이고 다른 하나는 오프 상태이면, 상기 제1바이패스 밸브를 최대 개도로 제어하고, 상기 제2바이패스 밸브를 최소 개도로 제어할 수 있다.The controller, if one of the first compressor and the second compressor is on and the other is off, after the set time has elapsed, controls the first bypass valve to the maximum opening, and the second bypass The valve can be controlled to a minimum opening.
상기 컨트롤러는, 상기 설정시간이 경과하고 상기 제1압축기 및 제2압축기가 오프 상태이면, 상기 제1바이패스 밸브 및 상기 제2바이패스 밸브를 각각 최대 개도로 제어할 수 있다.The controller may control the first bypass valve and the second bypass valve to the maximum opening, respectively, when the set time elapses and the first compressor and the second compressor are in an off state.
상기 컨트롤러는, 상기 제1압축기 및 제2압축기 중 어느 하나가 온 상태이고 다른 하나가 오프 상태이면, 상기 과냉각 팽창기구의 개도를 기설정된 최대개도와 제1최소개도 사이로 제어할 수 있다.When one of the first compressor and the second compressor is on and the other is off, the controller may control the opening degree of the supercooling expansion mechanism between a predetermined maximum opening degree and a first minimum introduction degree.
상기 증발기에 의해 냉방 또는 냉동되는 공간의 온도를 감지하는 냉동 온도센서를 더 포함할 수 있다.The evaporator may further include a refrigeration temperature sensor that senses the temperature of the space to be cooled or frozen.
상기 컨트롤러는, 상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이고 사용자의 입력에 의해 설정된 희망온도와 상기 냉동 온도센서의 감지온도의 차이가 기설정된 설정온도차 이상이면, 상기 과냉각 팽창기구의 개도를 기설정된 최대개도와 제1최소개도 사이로 제어할 수 있다.The controller, if the first compressor and the second compressor is on and the difference between the desired temperature set by the user's input and the sensing temperature of the refrigeration temperature sensor is greater than or equal to a preset temperature difference, the opening degree of the supercooling expansion mechanism is determined. It can be controlled between the set maximum opening degree and the first maximum introduction degree.
상기 컨트롤러는, 상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이고 사용자의 입력에 의해 설정된 희망온도와 상기 냉동 온도센서의 감지온도의 차이가 기설정된 설정온도차보다 작으면, 상기 과냉각 팽창기구의 개도를 상기 최대개도와 제2최소개도 사이로 제어하고, 상기 제2최소개도는 상기 제1최소개도보다 클 수 있다.The controller, if the first compressor and the second compressor is on and the difference between the desired temperature set by the user's input and the sensing temperature of the refrigeration temperature sensor is less than a preset temperature difference, the controller opens the opening degree of the supercooling expansion mechanism. Control between the maximum opening degree and the second maximum introduction degree, and the second maximum introduction degree may be larger than the first maximum introduction degree.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 컨트롤러가 과냉각 팽창기구, 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브의 개도를 각각 제어 가능하므로, 제1압축기(저압측 압축기)와 제2압축기(고압측 압축기)의 각 흡입 과열도를 제어할 수 있는 이점이 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, since the controller can control the opening degree of the supercooling expansion mechanism, the first bypass valve, and the second bypass valve, respectively, the first compressor (low pressure side compressor) and the second compressor (high pressure side compressor) ) Has the advantage of controlling each intake superheat.
또한, 제1압축기 및 제2압축기가 온 되고 설정시간이 경과하기 전까지 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브가 각각 최대 개도로 제어됨으로써, 제1압축기 및 제2압축기의 흡입 과열도가 운전 초기에 급격하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the first and second compressors are controlled to the maximum opening degree until the first compressor and the second compressor are turned on and the set time has elapsed, so that the suction superheat of the first compressor and the second compressor is operated. It can be prevented from rising rapidly in the beginning.
또한, 설정시간이 경과하고 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이면 제1바이패스 밸브는 최소 개도로 제어되고 제2바이패스 밸브는 최대 개도로 제어될 수 있다. 이로써, 고압측 압축기(제2압축기)의 흡입 과열도 및 토출 온도가 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the set time elapses and the first compressor and the second compressor are turned on, the first bypass valve may be controlled to the minimum opening degree and the second bypass valve may be controlled to the maximum opening degree. Thereby, it is possible to prevent excessively high intake superheat and discharge temperature of the high-pressure side compressor (second compressor).
또한, 설정시간이 경과하고 제1압축기 및 제2압축기 중 어느 하나가 온 상태이고 다른 하나가 오프 상태이면 제1바이패스 밸브는 최대 개도로 제어되고 제2바이패스 밸브는 최소 개도로 제어될 수 있다. 이로써, 제1, 2압축기 중 어느 압축기가 운전중이더라도 운전중인 압축기의 흡입 과열도 및 토출 온도를 용이하게 제어할 수 있다.In addition, when the set time has elapsed and either one of the first compressor and the second compressor is on and the other is off, the first bypass valve can be controlled to the maximum opening degree and the second bypass valve can be controlled to the minimum opening degree. have. In this way, even if any of the first and second compressors is in operation, it is possible to easily control the intake superheat and discharge temperature of the operating compressor.
또한, 설정시간이 경과하고 제1압축기 및 제2압축기가 오프 상태이면 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브는 최대 개도로 제어될 수 있다. 이로써, 냉동사이클 장치의 냉매가 전체 배관으로 고르게 퍼질 수 있다.In addition, when the set time elapses and the first compressor and the second compressor are in an off state, the first bypass valve and the second bypass valve may be controlled to the maximum opening degree. Thereby, the refrigerant of the refrigeration cycle device can be spread evenly over the entire pipe.
또한, 제1압축기 및 제2압축기 중 어느 하나가 온 상태이고 다른 하나가 오프 상태이면 과냉각 팽창기구의 개도가 최대개도와 제1최소개도 사이로 제어될 수 있다. 이는 운전중인 압축기의 토출온도를 기준으로 과냉각 팽창기구의 개도를 제어하더라도 정지중인 압축기의 토출온도가 상승할 염려가 없기 때문이며, 이로써 운전중인 압축기의 토출온도 및 흡입 과열도를 보다 용이하게 제어할 수 있다.In addition, if one of the first compressor and the second compressor is on and the other is off, the opening degree of the supercooling expansion mechanism can be controlled between the maximum opening degree and the first maximum introduction degree. This is because even if the opening degree of the supercooling expansion mechanism is controlled based on the discharge temperature of the compressor in operation, there is no fear that the discharge temperature of the compressor in suspension increases, thereby making it easier to control the discharge temperature and suction superheat of the compressor in operation. have.
또한, 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이고 희망온도와 냉동 온도센서의 감지온도의 차이가 설정온도차 이상(일반 부하조건)이면 과냉각 팽창기구의 개도는 최대개도와 제1최소개도 사이로 제어될 수 있다. 이는 일반부하 조건 하에서는 저압측 압축기(제1압축기)의 토출온도가 지나치게 상승할 염려가 없기 때문이며, 이로써 제2압축기의 흡입 과열도 및 토출 온도를 보다 용이하게 제어할 수 있다.In addition, if the first compressor and the second compressor are on and the difference between the desired temperature and the sensing temperature of the refrigeration temperature sensor is greater than or equal to the set temperature difference (normal load condition), the opening degree of the supercooling expansion mechanism can be controlled between the maximum opening degree and the first minimum introduction degree. Can. This is because there is no fear that the discharge temperature of the low pressure side compressor (the first compressor) increases excessively under the normal load condition, whereby the suction superheat and discharge temperature of the second compressor can be more easily controlled.
또한, 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이고 희망온도와 냉동 온도센서의 감지온도의 차이가 설정온도차보다 작으면(저부하조건)이면 과냉각 팽창기구의 개도는 최대개도와, 제1최소개도보다 큰 제2최소개도 사이로 제어될 수 있다. 이로써, 저부하 조건 하에서 저압측 압축기(제1압축기)의 토출온도가 지나치게 상승하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, if the first compressor and the second compressor are on and the difference between the desired temperature and the sensing temperature of the refrigeration temperature sensor is less than the set temperature difference (low load condition), the opening degree of the supercooling expansion mechanism is the maximum opening degree and the first best introduction degree. A larger second best introduction can also be controlled between. Accordingly, there is an advantage that it is possible to prevent the discharge temperature of the low pressure side compressor (first compressor) from being excessively raised under low load conditions.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태인 경우 냉매의 흐름을 도시한 일 예이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제1압축기는 온 상태이고 제2압축기는 오프 상태인 경우 냉매의 흐름을 도시한 일 예이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제어 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브의 제어 순서가 도시된 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 과냉각 팽창기구의 제어 순서가 도시된 순서도이다.1 is a block diagram of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example showing the flow of the refrigerant when the first compressor and the second compressor of the refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention is on.
3 is an example showing a flow of refrigerant when the first compressor is on and the second compressor is off, according to an embodiment of the present invention.
4 is a control block diagram of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a control sequence of a first bypass valve and a second bypass valve of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a control sequence of a supercooling expansion mechanism of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태인 경우 냉매의 흐름을 도시한 일 예이고, 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제1압축기는 온 상태이고 제2압축기는 오프 상태인 경우 냉매의 흐름을 도시한 일 예이다.1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a flow of refrigerant when the first and second compressors of the refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention are in an on state. 3 is an example of the flow of refrigerant when the first compressor of the refrigerating cycle device according to an embodiment of the present invention is in an on state and the second compressor is in an off state.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치는 식료품등의 냉장에 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 냉동 사이클 장치가 공기조화기에 사용되는 것도 가능함은 물론이다.Refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention will be described as an example when used for refrigeration, such as food. However, the present invention is not limited thereto, and the refrigeration cycle device of the present invention can be used in an air conditioner.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치는, 실외 유닛(1)와 냉장 유닛(2)을 포함할 수 있다.The refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention may include an
냉장 유닛(2)은 케이스의 내부 온도를 낮게 유지하기 위한 구성일 수 있다. 일례로 냉장 유닛(2)은 내부에 진열된 식료품을 차갑게 유지하는 쇼케이스를 포함할 수 있다. The
실외 유닛(1)은 실외에 배치되거나, 냉장 유닛(2)이 배치된 공간과 격리된 별도의 기계실 등에 배치될 수 있고, 냉장 유닛(2)의 냉방 부하를 감당할 수 있다.The
실내 유닛(1)은 제1압축기(10)와, 제2압축기(15)와, 응축기(30)와, 리시버(31)와, 어큐뮬레이터(32)와, 과냉각기(33)를 포함할 수 있다. 냉장 유닛(2)는 증발기(50)와 팽창기구(42)를 포함할 수 있다.The
제1압축기(10)와 제2압축기(15)는 냉매의 유동방향에 대해 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 냉매는 제1압축기(10)와 제2압축기(15)에서 순차적으로 다단 압축될 수 있다. 제1압축기(10)는 저압측 압축기로 명명될 수 있고, 제2압축기(15)는 고압측 압축기로 명명될 수 있다.The
제1압축기(10) 및 제2압축기(15)는 각각 운전 주파수를 제어 가능한 인버터 압축기로 구성될 수 있다. Each of the
제1압축기(10)와 제2압축기(15) 사이에는 균유관(24)이 설치되어 제1압축기(10)와 제2압축기(15)가 서로 연통되도록 한다. 균유관(24)에는 균유관(24)의 개도를 조절하는 균유 팽창기구(25)가 설치될 수 있다. 균유 팽창기구(25)는 전자 팽창밸브(EEV: Electronic Expansion Valve)를 포함할 수 있다. 이로써, 어느 일측의 압축기(10)(15)에서 급유부족이 발생하면, 다른 압축기(10)(15)로부터 보충되도록 하여 유량부족에 의한 압축기(10)(15)의 소손을 방지될 수 있다.Between the first compressor (10) and the second compressor (15), an oil level tube (24) is installed to allow the first compressor (10) and the second compressor (15) to communicate with each other. The
제1압축기(10)의 토출측에는 제1연결 배관(14)가 연결될 수 있다. 제1압축기(10)에서 압축되고 토출된 냉매는 제1연결 배관(14)로 유동될 수 있다.The
제1연결 배관(14) 중 제1압축기(10)의 출구측에는 제1압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도를 감지하는 제1토출 온도센서(13)가 구비될 수 있다.A first
제1연결 배관(14)에는 제1오일 분리기(11)가 구비될 수 있다. 제1오일 분리기(11)는 제1오일 회수관(12)에 의해 제1압축기(10)와 연결될 수 있다. A
제1오일 분리기(11)는 제1압축기(10)에서 토출된 냉매에 섞인 오일을 분리하여 제1오일회수관(12)을 통해 제1압축기(10)로 회수시킬 수 있다.The
제1오일회수관(12)에는 오일이 제1오일분리기(11)로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(12A)가 설치될 수 있다. 또한, 제1연결 배관(14) 중 제1오일분리기(11)의 출구측에는 체크밸브(14A)가 설치되어 냉매가 제1오일분리기(11)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.A
제1연결 배관(14)은 제2압축기(15)의 흡입측에 연결된 제2연결 배관(20)과, 제2압축기(15)를 바이패스하여 응축기 입구배관(19)에 연결된 바이패스 배관(21)에 각각 연결될 수 있다.The first connecting
제1연결 배관(14) 중 제2연결 배관(20) 및 바이패스 배관(21)의 연결부에 인접한 부분에는 냉매가 제1연결 배관(14)으로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(14B)가 구비될 수 있다.Among the
도 2에 도시된 바와 같이 제2압축기(15)가 온 상태인 경우, 제2압축기(15)의 흡입력에 의해 제1연결 배관(14)의 냉매는 제2연결 배관(20)을 통해 제2압축기(15)로 흡입될 수 있다. 즉, 제1연결 배관(14) 및 제2연결 배관(20)은, 제1압축기(10)의 토출측과 제2압축기(15)의 흡입측을 연결하는 연결배관(14)(20)을 구성할 수 있다.As illustrated in FIG. 2, when the
제2연결 배관(20)에는 제2연결 배관(20)을 통과하는 냉매의 압력을 감지하는 중압 센서(20A)가 구비될 수 있다. 또한, 제2연결 배관(20)에는 제2연결 배관(20)을 개폐하는 조절하는 개폐밸브(20B)가 구비될 수 있다.The
제2압축기(15)가 온 되는 경우 개폐밸브(20B)는 오픈될 수 있다.When the
반면 도 3에 도시된 바와 같이 제2압축기(20)가 오프 상태인 경우 개폐밸브(20B)는 클로즈될 수 있다. 따라서 제1연결 배관(14)의 냉매는 바이패스 배관(21)을 통해 제2압축기(15)를 바이패스하여 응축기 입구배관(19)으로 안내될 수 있고, 응축기(30)로 유동될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 3, when the
제2압축기(15)의 토출측에는 응축기 입구배관(19)이 연결될 수 있다. 제2연결 배관(20)을 통해 제2압축기(15)로 흡입된 냉매는 제2압축기(15)에서 압축되고 응축기 입구배관(19)로 토출될 수 있다.A
응축기 입구배관(19) 중 제2압축기(15)의 출구측에는 제2압축기(15)에서 토출되는 냉매의 온도를 감지하는 제2토출 온도센서(16)가 구비될 수 있다.A second
응축기 입구배관(19)에는 제2오일 분리기(17)가 구비될 수 있다. 제2오일 분리기(17)는 제2오일 회수관(18)에 의해 제2압축기(15)와 연결될 수 있다. A
제2오일 분리기(17)는 제2압축기(15)에서 토출된 냉매에 섞인 오일을 분리하여 제2오일회수관(18)을 통해 제2압축기(15)로 회수시킬 수 있다.The
제2오일회수관(18)에는 오일이 제2오일분리기(17)로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(18A)가 설치될 수 있다. 또한, 응축기 입구배관(19) 중 제2오일분리기(17)의 출구측에는 체크밸브(19A)가 설치되어 냉매가 제2오일분리기(17)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.A
응축기 입구배관(19)은 응축기(30)의 입구측에 연결되어 냉매를 응축기(30)로 안내할 수 있다.The
응축기 입구배관(19)에는 응축기 입구배관(19)을 통과하는 냉매의 압력을 감지하는 고압 센서(19B)가 구비될 수 있다.The
응축기 입구배관(19)에는, 제1압축기(10)의 흡입측과 연결된 흡입배관(22)에 고온고압의 기상냉매를 투입하는 핫가스(hot gas)관(45)이 연결될 수 있다. 핫가스관(45)은 냉동 사이클 장치를 순환하는 냉매의 저압을 상승시킬 필요가 있는 경우에, 응축기 입구배관(19)을 통과하는 고온고압의 기상 냉매 중 일부를 흡입 배관(22)으로 직접 투입시킬 수 있다. To the
핫가스관(45)에는 핫가스 밸브(46)가 설치되어 핫가스관(45)의 개도를 조절할 수 있다. 핫가스 밸브(46)는 전자팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다.A
응축기(30)는 냉매를 응축시킬 수 있다. 응축기(30)가 공랭식인 경우, 응축기(30)를 통과하는 냉매는 송풍팬(30A)에 의해 송풍된 공기와 열교환하며 응축될 수 있다.The
응축기(30)의 출구측에는 응축기 출구배관(26)이 연결될 수 있고, 응축기 출구배관(26)은 리시버(31)의 입구측과 연결될 수 있다. 즉, 응축기(30)에서 응축된 냉매는 응축기 출구배관(26)을 통해 리시버(31)로 유입될 수 있다. 리시버(31)는 냉동 사이클 장치를 순환하는 냉매의 양을 조절하기 위한 구성일 수 있다.The
리시버(31)의 출구측에는 냉매 배관(27)이 연결될 수 있고, 냉매 배관(27)은 과냉각기(33)에 연결될 수 있다. 즉, 리시버(31)에서 배출된 냉매는 냉매 배관(27)을 통해 과냉각기(33)로 유동될 수 있다. 냉매 배관(27)에는 냉매가 리시버(31)로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(27A)가 구비될 수 있다.The
과냉각기(130)는 이중관으로 형성될 수 있다. 과냉각기(130)는 냉매 배관(27)과 액관(28)을 연결하는 내관(미도시)과, 상기 내관을 둘러싸며 내관과 반대 방향으로 냉매를 유동시켜 후술할 과냉각 출구배관(36)으로 안내하는 외관(미도시)을 포함할 수 있다. 다만, 외관과 내관의 역할이 반대로 되는 구성도 가능함은 물론이다.The supercooler 130 may be formed of a double tube. The supercooler 130 guides the inner pipe (not shown) connecting the
과냉각기(130)에는 상기 내관을 통해 냉매 배관(27)과 연통된 액관(28)이 연결될 수 있다. 즉, 냉매 배관(27)의 냉매는 상기 내관을 통해 액관(28)으로 유동될 수 있다.A
액관(28)에서는 과냉각 입구배관(29)이 분지되어 과냉각기(33)의 상기 외관과 연결될 수 있다. 과냉각 입구배관(29)에는 냉매를 팽창시켜 냉각시키는 과냉각 팽창기구(34)가 설치될 수 있다. 과냉각 팽창기구(34)는 전자팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다. In the
또한, 과냉각 입구배관(29) 중 과냉각 팽창기구(34)와 과냉각기 사이에는, 과냉각 팽창기구(34)를 통과하며 과냉된 냉매의 온도를 감지하는 과냉각 입구 온도센서(29A)가 구비될 수 있다.In addition, between the supercooling
이로써, 과냉각기(33)의 상기 내관에서 액관(28)으로 배출된 냉매의 일부가 상기 과냉각 입구배관(29)으로 유입되고 과냉각 팽창기구(34)를 통과하며 팽창 및 냉각되며, 과냉각기(33)의 상기 외관을 통과하며 상기 내관을 통과하는 냉매를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 액관(28)을 통해 후술할 증발기(50)로 유입되는 냉매가 더욱 냉각될 수 있다.Accordingly, a part of the refrigerant discharged from the inner pipe of the
과냉각기(130)에는 과냉각 출구배관(36)이 연결될 수 있다. 과냉각 출구배관(36)은 과냉각기(33)의 상기 외관을 통해 과냉각 입구배관(29)과 연통되므로, 과냉각 입구배관에서 과냉각기으로 유입된 냉매는 상기 외관을 통과하여 상기 내관을 통과하는 냉매와 열교환할 수 있고, 과냉각 출구배관으로 배출될 수 있다.A supercooling
과냉각 출구배관(36)에는 과냉각기(33)에서 배출된 냉매의 온도를 측정하는 과냉각 출구 온도센서(36A)가 구비될 수 있다.The supercooling
과냉각 출구배관(36)은 제1바이패스 배관(37) 및 제2바이패스 배관(38)에 각각 연결될 수 있다. 즉, 과냉각 출구배관(36)의 냉매는 제1바이패스 배관(37) 및 제2바이패스 배관(38)으로 나뉘어 유동될 수 있다.The supercooling
제1바이패스 배관(37)은 제1압축기(10)의 흡입측에 연결된 흡입 배관(22)에 연결될 수 있다. 또한, 제2바이패스 배관(38)은 제2압축기(15)의 흡입측과 연통된 제1연결 배관(14)에 연결될 수 있다. 제2바이패스 배관(38)이 제2압축기(15)의 흡입측에 연결된 제2연결 배관(20)에 연결되는 구성도 가능함은 물론이다. The
즉, 제1바이패스 배관(37)은 제1압축기(10)의 흡입 과열도 및 토출온도를 낮출 필요가 있는 경우에, 과냉된 냉매를 증발기(50)를 바이패스하여 제1압축기(10)의 흡입측으로 직접 투입할 수 있다. 또한, 제2바이패스 배관(38)은 제2압축기(15)의 흡입 과열도 및 토출온도를 낮출 필요가 있는 경우에, 과냉된 냉매를 증발기(50)를 바이패스하여 제2압축기(15)의 흡입측으로 직접 투입할 수 있다.That is, when it is necessary to lower the suction superheat and discharge temperature of the
제1바이패스 배관(37)에는 제1바이패스 배관(37)의 개도를 조절하는 제1바이패스 밸브(39)가 설치될 수 있다. 제2바이패스 배관(38)에는 제2바이패스 배관(38)의 개도를 조절하는 제2바이패스 밸브(40)가 설치될 수 있다. 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브는 각각 전자팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다.A
한편, 액관(28)은 실외 유닛(2)의 외부로 연장되어 냉장 유닛(2)의 증발기(50)의 입구측에 연결될 수 있다. 액관(28)에는 냉매를 팽창시키는 팽창기구(42)가 설치될 수 있다. 이로써, 액관(28)을 통해 냉장 유닛(2)으로 유동된 냉매는 팽창기구(42)를 통과하며 팽창될 수 있고 증발기(50)에서 증발되며 냉장유닛(2) 내부를 냉각시킬 수 있다.Meanwhile, the
증발기(50)의 출구측에는 기관(41)이 연결될 수 있다. 기관(41)은 냉장 유닛(2) 외부로 연장되어 실외 유닛(1)의 어큐뮬레이터(32)의 입구측에 연결될 수 있다. 이로써, 증발기(50)에서 증발된 냉매는 기관(41)을 통해 어큐뮬레이터(32)로 유입될 수 있다.The
기관(41)로부터 유입되는 냉매 중 기체로 증발되지 못하고 액상으로 남아있는 냉매가 제1압축기(10)에 직접적으로 유입되면, 제1압축기(10)에 걸리는 부하가 증가되어 제1압축기(10)의 손상을 가져오게 된다. 이를 방지하기 위해, 어큐뮬레이터(32)는 액냉매를 걸러내고 기체상태의 냉매만 제1압축기(10)로 유입시킬 수 있다. 어큐뮬레이터(32) 내부로 유입된 냉매 중 미처 증발되지 못하고 액상으로 남아있는 냉매는 기상의 냉매보다 상대적으로 무겁기 때문에 어큐뮬레이터(32)의 하부에 저장되고, 상부의 기체상태 냉매만 제1압축기(10)로 유입된다.When the refrigerant that is not evaporated as a gas among the refrigerants flowing from the
어큐뮬레이터(32)의 출구측에는 흡입 배관(22)이 연결될 수 있고, 흡입 배관(22)은 제1압축기(10)의 흡입측에 연결될 수 있다. 이로써 어큐뮬레이터(32)에서 배출된 기상 냉매는 흡입 배관(22)을 통해 제1압축기(10)로 흡입될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 흡입 배관(22)에는 핫가스관(45)과 제1바이패스 배관(37)이 연결될 수 있다.The
어큐뮬레이터(32)에는 저압 센서(44)가 구비될 수 있다.The
어큐뮬레이터(32)에는 흡입배관(22)과 연결되는 오일리턴배관(47)이 연결될 수 있다. 어큐뮬레이터(32)에서 흡입 배관(22)으로 유동된 냉매에 섞인 오일은 오일 리턴배관(47)을 통해 어큐뮬레이터(32)로 회수될 수 있다. 또한, 오일 리턴배관(47)에는 오일 리턴배관(47)의 개도를 제어하는 오일 리턴밸브(48)가 설치될 수 있다.The
한편, 냉동 유닛(2)에는 냉동 유닛(2) 내의 온도를 감지하는 냉동 온도센서(51)가 구비될 수 있다. 냉동 온도센서(51)는 증발기(50)에 의해 냉방 또는 냉동되는 공간의 온도를 감지할 수 있다. 일례로 냉동 유닛(2)이 식료품이 저장되는 쇼케이스를 포함하는 경우, 냉동 온도센서(51)는 쇼케이스 내부의 온도를 감지할 수 있다.On the other hand, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉동사이클 장치는 컨트롤러(60)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(60)는 냉동 사이클 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.Refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention may further include a controller (60). The
컨트롤러(60)는 실외 유닛(1) 및 냉동 유닛(2) 중 어느 하나에 배치되거나, 냉동 사이클 장치가 배치된 건물 전체를 제어하는 빌딩 컨트롤 시스템에 포함될 수 있다.The
컨트롤러(60)는 제1토출 온도센서(13), 제2토출 온도센서(16), 흡입 온도센서(23), 고압 센서(19B), 중압 센서(20A), 저압 센서(44), 과냉각 입구 온도센서(29A), 과냉각 출구 온도센서(26A) 및 냉동 온도센서(51)의 측정 값을 각각 전달받을 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며 컨트롤러(60)는 추가적인 센서의 측정값을 전달받거나, 상기 센서들 중 일부를 제외한 센서들의 측정값을 전달받을 수 있다.The
컨트롤러(60)는 제1토출 온도센서(13)에서 측정된 제1압축기(10)의 토출 온도를 전달받을 수 있다. 컨트롤러(60)는 제2토출 온도센서(16)에서 측정된 제2압축기(15)의 토출 온도를 전달받을 수 있다. 컨트롤러(60)는 흡입 온도센서(23)에서 측정된 제1압축기(10)의 흡입 온도를 전달받을 수 있다.The
컨트롤러(60)는 고압센서(19B)로부터 제2압축기(15)의 토출 압력, 즉 냉동 사이클 장치의 고압을 전달받을 수 있다. 컨트롤러(60)는 중압 센서(20A)로부터 제1압축기(10)의 토출 압력, 즉 냉동 사이클 장치의 중압을 전달받을 수 있다. 컨트롤러(60)는 저압센서(44)로부터 제1압축기(10)의 흡입 압력, 즉 냉동 사이클 장치의 저압을 전달받을 수 있다.The
컨트롤러(60)는 과냉각 입구 온도센서(29A)에서 측정된, 과냉각기(33)로 유입되는 냉매의 온도를 전달받을 수 있다. 컨트롤러(60)는 과냉각 출구 온도센서(36A)에서 측정된, 과냉각기(33)에서 유출되는 냉매의 온도를 전달받을 수 있다.The
컨트롤러(60)는 냉동 온도센서(51)에서 측정된 온도를 전달받을 수 있다. 컨트롤러는 냉동 온도센서(51)에서 측정된 온도와, 희망 온도를 비교하여 증발기(50)에서 요구되는 냉동부하를 산출할 수 있다. 이 경우, 상기 희망온도는 냉동 유닛(2)이 냉동하는 대상공간(일례로, 쇼케이스의 내부공간)의 목표 온도를 의미할 수 있다. 상기 희망 온도는 사용자의 입력에 의해 설정될 수 있다.The
또한, 컨트롤러(60)는 핫가스 밸브(46)의 개도를 제어하여 핫가스관(45)을 통해 응축기 입구배관(19)에서 흡입 배관(22)으로 유입되는 고온고압의 기상 냉매의 양을 조절할 수 있다. 핫가스 밸브(46)의 개도가 커지면 냉동 사이클 장치의 저압이 상승할 수 있다.In addition, the
컨트롤러(60)는 과냉각 팽창기구(34)의 개도를 제어하여, 과냉각 팽창기구(34)를 통과한 냉매를 냉각시키고 과냉각기(33)의 과열도를 제어할 수 있다.The
앞서 설명한 바와 같이, 과냉각 팽창기구(34)를 통과하는 냉매는 팽창 및 냉각될 수 있다. 따라서, 과냉각 팽창기구(34)를 통과한 냉매의 온도가 하강하면, 제1바이패스 배관(37)을 통해 제1압축기(10)의 흡입측으로 유동된 냉매에 의해 제1압축기(10)의 흡입 과열도가 내려갈 수 있고, 제2바이패스 배관(38)을 통해 제2압축기(15)의 흡입측으로 유동된 냉매에 의해 제2압축기(15)의 흡입 과열도가 내려갈 수 있다.As described above, the refrigerant passing through the
컨트롤러(60)는 제1바이패스 밸브(39)의 개도를 제어하여, 과냉각기(33)에서 배출된 냉매 중 제1바이패스 배관(37)을 통해 흡입 배관(22)으로 유입되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 따라서, 제1바이패스 밸브(39)의 개도가 커지면 제1압축기(10)의 흡입 과열도 및 토출 온도가 하강할 수 있다.The
컨트롤러(60)는 제2바이패스 밸브(40)의 개도를 제어하여, 과냉각기(33)에서 배출된 냉매 중 제2바이패스 배관(38)을 통해 제1연결 배관(14)으로 유입되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 따라서, 제2바이패스 밸브(40)의 개도가 커지면 제2압축기(15)의 흡입 과열도 및 토출 온도가 하강할 수 있다.The
컨트롤러(60)는 제1압축기(10) 및 제2압축기(15) 각각의 온오프 및 운전 주파수를 제어할 수 있다.The
컨트롤러(60)는 개폐밸브(20B)를 오픈 또는 클로즈 시킬 수 있다. 컨트롤러(60)는 개폐밸브(20B)를 오픈 시키고 제2압축기(15)를 온 시키거나, 개폐밸브(20B)를 클로즈 시키고 제2압축기(15)를 오프 시킬 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브의 제어 순서가 도시된 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a control sequence of a first bypass valve and a second bypass valve of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
냉동 사이클 장치의 작동이 개시되면, 컨트롤러(60)는 제1압축기(10) 및 제2압축기(12)를 온 시킬 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(60)는 제1바이패스 밸브(39) 및 제2바이패스 밸브(40)를 각각 최대 개도로 제어할 수 있다(S11).When the operation of the refrigeration cycle device is started, the
또한, 컨트롤러(60)는 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 온 된 이후 설정시간이 경과하였는지를 판단할 수 있다(S12). 일례로, 상기 설정시간은 10초일 수 있다. 컨트롤러(60)는 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 온 된 이후 상기 설정시간이 경과하기 전까지 제1바이패스 밸브(39) 및 제2바이패스 밸브(40)를 최대 개도로 유지시킬 수 있다. In addition, the
따라서, 과냉각 팽창기구(34) 및 과냉각기(33)를 통과한 냉매는 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)의 흡입측으로 나뉘어 유동될 수 있다. 이로써, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)의 흡입 과열도가 운전 초기에 급격하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the refrigerant that has passed through the
제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 온 된 이후 상기 설정시간이 경과하면, 컨트롤러(60)는 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)의 운전 상태에 따라 제1바이패스 밸브(39)와 제2바이패스 밸브(40)의 개도를 조절할 수 있다.When the set time has elapsed since the
좀 더 상세히, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 온 상태이면, 컨트롤러(60)는 제1바이패스 밸브(39)를 최소 개도로 제어하고 제2바이패스 밸브(40)를 최대 개도로 제어할 수 있다(S13)(S14).In more detail, when the
좀 더 상세히, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 모두 온 상태이면 냉매는 제1압축기(10)에서 1차적으로 압축되고, 이후 제2압축기(15)에서 2차적으로 압축될 수 있다. 따라서, 제2압축기(15)의 토출온도가 지나치게 상승할 우려가 있으므로, 제2압축기(15)의 흡입 과열도 및 토출 온도를 낮추기 위해 제1바이패스 밸브(39)를 최소 개도로 제어하고 제2바이패스 밸브(40)를 최대 개도로 제어할 수 있다. In more detail, if both the
제1바이패스 밸브(39)를 최소 개도로 제어하고 제2바이패스 밸브(40)를 최대 개도로 제어되면, 과냉각 팽창기구(34) 및 과냉각기(33)를 통과한 냉매 중 대부분이 제2바이패스 배관(38)을 통해 제2압축기(15)의 흡입측으로 유동될 수 있다. 따라서 제2압축기(15)의 흡입 과열도 및 토출 온도가 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있다.When the
한편, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15) 중 어느 하나만 온 상태이면, 컨트롤러(60)는 제1바이패스 밸브(39)를 최대 개도로 제어하고 제2바이패스 밸브(40)를 최소 개도로 제어할 수 있다(S15)(S16).On the other hand, if only one of the
일례로, 제1압축기(10)가 온 상태이고 제2압축기(15)가 오프 상태이면, 흡입 배관(22)을 통해 제1압축기(10)로 흡입된 냉매는 제1압축기(10)에서 압축되고, 제1연결 배관(14)으로 토출된 후, 바이패스 배관(21)을 통해 제2압축기(15)를 바이패스하여 응축기 입구 배관(19)으로 유동될 수 있다. 즉, 냉매가 제2압축기(15)를 통과하지 않아 제2압축기(15)의 흡입 과열도를 제어할 필요가 없으므로, 제1바이패스 밸브(39)를 최대 개도로 제어하고 제2바이패스 밸브(40)를 최소 개도로 제어할 수 있다. 이로써, 과냉각 팽창기구(34) 및 과냉각기(33)를 통과한 냉매 중 대부분이 제1바이패스 배관(37)을 통해 제1압축기(10)의 흡입측으로 유동될 수 있다.For example, when the
다른 예로, 제1압축기(10)가 오프 상태이고 제2압축기(15)가 온 상태이면, 제2압축기(15)의 흡입력에 의해 흡입 배관(22)의 냉매가 제1압축기(10)로 흡입되나 상기 냉매는 제1압축기(10)에서 압축되지 않고 제1연결 배관(14) 및 제2연결 배관(20)을 통해 제2압축기(15)로 흡입될 수 있다. 이후, 상기 냉매는 제2압축기(15)에서 압축되고 응축기 입구 배관(19)으로 토출될 수 있다. 즉, 냉매가 제1압축기(10)에서 압축되지 않으므로, 흡입 배관(20)의 냉매 온도가 제2압축기(15)의 흡입 과열도를 결정할 수 있다. 따라서, 제1바이패스 밸브(39)가 최대 개도로 제어되고 제2바이패스 밸브(40)가 최소 개도로 제어되어 과냉각 팽창기구(34) 및 과냉각기(33)를 통과한 냉매 중 대부분이 제1바이패스 배관(37)을 통해 제1압축기(10)의 흡입측으로 유동되더라도, 이에 의해 제2압축기(15)의 흡입 과열도가 제어될 수 있다.As another example, when the
한편, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 오프 상태이면, 컨트롤러(60)는 제1바이패스 밸브(39) 및 제2바이패스 밸브(40)를 최대 개도로 제어할 수 있다(S15)(S17). 이로써, 냉동사이클 장치의 냉매가 제1바이패스 배관(37) 및 제2바이패스 배관(38)이 포함되는 전체 배관으로 고르게 퍼질 수 있다.Meanwhile, when the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치의 과냉각 팽창기구의 제어 순서가 도시된 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a control sequence of a supercooling expansion mechanism of a refrigeration cycle device according to an embodiment of the present invention.
컨트롤러(60)는 과냉각 팽창기구(34)를 냉매가 팽창되는 개도로 제어할 수 있다. 과냉각 팽창기구(34)의 개도가 커지면 과냉각기(33)로 유입되는 냉매의 양이 증가하고, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)의 흡입 과열도 및 토출온도가 상대적으로 많이 낮아질 수 있다. 반면, 과냉각 팽창기구(34)의 개도가 작아지면 과냉각기(33)로 유입되는 냉매의 양이 감소하고, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)의 흡입 과열도 및 토출온도가 상대적으로 조금 낮아질 수 있다.The
실내 유닛(2)의 증발기(50)에서 요구되는 냉동부하는, 냉동 온도센서(51)의 측정온도와 냉동 유닛(2)의 희망온도의 차이에 따라 결정될 수 있다. 즉, 냉동 유닛(2)의 희망온도와 냉동 온도센서(51)의 측정 온도간 차이가 크면 실내유닛(2)의 증발기(50)에서 요구되는 냉동부하는 클 수 있다. 반면, 냉동 유닛(2)의 희망온도와 냉동 온도센서(51)의 측정 온도간 차이가 작으면 실내유닛(2)의 증발기(50)에서 요구되는 냉동부하는 작을 수 있다.The refrigeration load required by the
컨트롤러(60)는 증발기(50)에서 요구되는 냉방부하에 따라 제2토출온도센서(16)의 측정온도에 대해 과냉각 팽창기구(34)의 개도를 피드백 제어할 수 있다. 이는 제2압축기(15)에서 토출되는 냉매가 냉동 사이클 장치의 고압을 형성하기 때문이다.The
좀 더 상세히, 실내 유닛(2)의 증발기(50)에서 요구되는 냉방부하가 크면 제2압축기(15)의 목표 토출온도(tp)가 높아진다. 이 경우, 현재 제2압축기(15)의 토출 온도, 즉 제2토출온도센서(16)의 측정온도가 상기 목표 토출온도(tp)보다 낮으면, 컨트롤러(60)는 과냉각 팽창기구(34)의 개도를 감소시킬 수 있다. 이로써, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)의 흡입측으로 유입되는 저온의 냉매량이 줄어들고, 제2압축기(15)의 토출온도가 상승할 수 있다.In more detail, if the cooling load required by the
반대로, 실내 유닛(2)의 증발기(50)에서 요구되는 냉방부하가 작으면 제2압축기(15)의 목표 토출온도(tp)가 낮아진다. 이 경우, 현재 제2압축기(15)의 토출 온도, 즉 제2토출온도센서(16)의 측정온도가 상기 목표 토출온도(tp)보다 높으면, 컨트롤러(60)는 과냉각 팽창기구(34)의 개도를 증가시킬 수 있다. 이로써, 제1압축기(10) 및 제2압축기(15)의 흡입측으로 유입되는 저온의 냉매량이 증가하고, 제2압축기(15)의 토출온도가 하강할 수 있다.Conversely, if the cooling load required by the
한편, 냉동 온도센서(51)의 측정온도와 냉동 유닛(2)의 희망온도의 차이(Δt)가 기설정된 설정온도차 이상인 경우를 일반 부하조건으로 명명할 수 있다. 즉, 상기 목표 토출온도(tp)가 기설정된 설정 토출온도(ts) 이상인 경우를 일반 부하조건으로 명명할 수 있다.On the other hand, the case where the difference (Δt) between the measured temperature of the
제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 운전중인 경우, 상기 일반 부하조건 하에서 컨트롤러(60)는 상기 목표 토출온도(tp)와 제2토출온도센서(16)의 차이에 따라 과냉각 팽창기구(34)의 개도를 기설정된 최대 개도(k1)와 제1최소 개도(k2)의 사이에서 증감 제어할 수 있다(S21)(S22)(S23). 일례로, 상기 최대 개도(k1)는 460pls이고 상기 제1최소 개도(k2)는 20pls일 수 있다.When the
냉동 온도센서(51)의 측정온도와 냉동 유닛(2)의 희망온도의 차이(Δt)가 기설정된 온도차보다 작은 경우를 저부하조건으로 명명할 수 있다. 즉, 상기 목표 토출온도(tp)가 기설정된 설정 토출온도(ts)보다 낮은 경우를 저부하조건으로 명명할 수 있다.A case where the difference (Δt) between the measured temperature of the
제1압축기(10) 및 제2압축기(15)가 운전중인 경우, 상기 저부하조건 하에서, 컨트롤러(60)는 상기 목표 토출온도(tp)와 제2토출온도센서(16)의 차이에 따라 과냉각 팽창기구(34)의 개도를 기설정된 최대 개도(k1)와 제2최소 개도(k3)의 사이에서 증감 제어할 수 있다(S21)(S22)(S24). 제2최소 개도(k3)는 제1최소 개도(k2)보다 클 수 있다. 일례로, 상기 제2최소 개도(k3)는 30pls일 수 있다.When the
저부하 조건 시, 증발기(50)에서 요구되는 냉동부하가 작으므로 과냉각 팽창기구(34)의 개도가 감소될 수 있다. 또한, 도 5에서 설명한 바와 같이, 제1압축기(10)와 제2압축기(15)가 모두 운전중이므로 제1바이패스 밸브(39)는 최소개도로 제어되고 제2바이패스 밸브(40)는 최대 개도로 제어될 수 있다. 이러한 제어에 의해, 제2압축기(15)의 토출온도가 낮아질 수는 있으나, 제1압축기(10)로 흡입되는 저온 냉매의 양이 줄어들어 제1압축기(10)의 토출온도가 지나치게 상승할 우려가 있다.Under low load conditions, since the refrigeration load required by the
이러한 우려를 방지하기 위해, 저부하 조건 하에서 과냉각 팽창기구(34)의 최소개도를 제1최소개도(k2)보다 큰 제2최소개도(k3)로 변경함으로써, 제1압축기(10)로 흡입되는 최소한의 저온 냉매량을 확보하고 제1압축기(10)의 토출온도의 지나친 상승을 방지할 수 있다.In order to prevent this concern, by changing the minimum opening degree of the
반면, 제1압축기(10) 또는 제2압축기(15) 중 어느 하나만 운전중인 경우에 컨트롤러(60)는 운전중인 압축기의 토출온도를 기준으로 제어하더라도, 정지중인 압축기의 토출온도가 상승할 염려가 없다. 따라서, 컨트롤러(60)는 상기 과냉각 팽창기구(34)의 개도를 상기 일반부하 조건에서와 같이 최대개도(k1)와 제1최소개도(k2) 사이에서 제어할 수 있다(S21)(S23).On the other hand, if only one of the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
1: 실외 유닛 2: 냉동 유닛
10: 제1압축기 14: 제1연결 배관
15: 제2압축기 19: 응축기 입구배관
20: 제2연결 배관 21: 바이패스 배관
22: 흡입 배관 28: 액관
29: 과냉각 입구배관 30: 응축기
31: 리시버 32: 어큐뮬레이터
33: 과냉각기 34: 과냉각 팽창기구
36: 과냉각 출구배관 37: 제1바이패스 배관
38: 제2바이패스 배관 39: 제1바이패스 밸브
40: 제2바이패스 밸브 41: 기관
42: 팽창기구 50: 증발기
51: 냉동 온도센서 60: 컨트롤러1: Outdoor unit 2: Refrigeration unit
10: first compressor 14: first connection pipe
15: second compressor 19: condenser inlet pipe
20: second connection piping 21: bypass piping
22: suction pipe 28: liquid pipe
29: supercooling inlet pipe 30: condenser
31: receiver 32: accumulator
33: supercooler 34: supercooling expansion mechanism
36: supercooled outlet piping 37: first bypass piping
38: second bypass piping 39: first bypass valve
40: second bypass valve 41: engine
42: expansion mechanism 50: evaporator
51: refrigeration temperature sensor 60: controller
Claims (8)
상기 제1압축기의 토출측과 제2압축기의 흡입측을 연결하는 연결 배관;
상기 제2압축기를 통과한 냉매가 유입되는 응축기;
상기 응축기에서 응축된 냉매가 유입되어 과냉되는 과냉각기;
상기 과냉각기에서 과냉된 냉매를 증발기로 안내하는 액관;
상기 액관에서 분지되고 상기 액관을 유동하는 냉매 중 일부를 상기 과냉각기로 유입시키는 과냉각 입구배관;
상기 과냉각 입구배관에 설치된 과냉각 팽창기구;
상기 과냉각기에 연결되고, 상기 과냉각 입구배관으로 유입된 냉매가 배출되는 과냉각 출구배관;
상기 과냉각 출구배관을 상기 흡입 배관과 연통시키는 제1바이패스 배관;
상기 과냉각 출구배관을 상기 연결 배관과 연통시키는 제2바이패스 배관;
상기 제1바이패스 배관에 설치된 제1바이패스 밸브;
상기 제2바이패스 배관에 설치된 제2바이패스 밸브; 및
상기 제 1 압축기 및 제 2 압축기의 운전상태에 따라 과냉각 팽창기구, 제1바이패스 밸브 및 제2바이패스 밸브 각각의 개도를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 냉동 사이클 장치.A suction pipe connected to the suction side of the first compressor;
A connecting pipe connecting the discharge side of the first compressor and the suction side of the second compressor;
A condenser through which the refrigerant passing through the second compressor flows;
A supercooler through which the condensed refrigerant is introduced and supercooled;
A liquid pipe guiding the refrigerant supercooled in the supercooler to an evaporator;
A supercooling inlet pipe for introducing a portion of the refrigerant branched from the liquid pipe and flowing through the liquid pipe into the supercooler;
A supercooling expansion mechanism installed in the supercooling inlet pipe;
A supercooling outlet pipe which is connected to the supercooler and discharges refrigerant flowing into the supercooling inlet pipe;
A first bypass pipe communicating the supercooled outlet pipe with the suction pipe;
A second bypass pipe communicating the supercooled outlet pipe with the connecting pipe;
A first bypass valve installed in the first bypass pipe;
A second bypass valve installed in the second bypass pipe; And
Refrigeration cycle device including a controller for controlling the opening degree of each of the supercooling expansion mechanism, the first bypass valve and the second bypass valve according to the operation state of the first compressor and the second compressor.
상기 컨트롤러는,
상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 되고 설정시간이 경과하기 전까지 상기 제1바이패스 밸브 및 상기 제2바이패스 밸브를 각각 최대 개도로 제어하는 냉동 사이클 장치.According to claim 1,
The controller,
A refrigeration cycle device that controls the first bypass valve and the second bypass valve to their maximum opening, respectively, until the first compressor and the second compressor are turned on and a set time has elapsed.
상기 컨트롤러는,
상기 설정시간이 경과하고 상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이면,
상기 제1바이패스 밸브를 최소 개도로 제어하고,
상기 제2바이패스 밸브를 최대 개도로 제어하는 냉동 사이클 장치.According to claim 2,
The controller,
When the set time elapses and the first compressor and the second compressor are turned on,
Control the first bypass valve to a minimum opening,
A refrigeration cycle device that controls the second bypass valve to a maximum opening degree.
상기 컨트롤러는,
상기 설정시간이 경과하고 상기 제1압축기 및 제2압축기 중 어느 하나는 온 상태이고 다른 하나는 오프 상태이면,
상기 제1바이패스 밸브를 최대 개도로 제어하고,
상기 제2바이패스 밸브를 최소 개도로 제어하는 냉동 사이클 장치.According to claim 2,
The controller,
If the set time has elapsed and one of the first compressor and the second compressor is on and the other is off,
Control the first bypass valve to the maximum opening,
A refrigeration cycle device that controls the second bypass valve to a minimum opening degree.
상기 컨트롤러는,
상기 설정시간이 경과하고 상기 제1압축기 및 제2압축기가 오프 상태이면,
상기 제1바이패스 밸브 및 상기 제2바이패스 밸브를 각각 최대 개도로 제어하는 냉동 사이클 장치.According to claim 2,
The controller,
When the set time elapses and the first compressor and the second compressor are off,
A refrigeration cycle device that controls each of the first bypass valve and the second bypass valve to a maximum opening degree.
상기 컨트롤러는,
상기 제1압축기 및 제2압축기 중 어느 하나가 온 상태이고 다른 하나가 오프 상태이면,
상기 과냉각 팽창기구의 개도를 기설정된 최대개도와 제1최소개도 사이로 제어하는 냉동 사이클 장치.According to claim 1,
The controller,
If one of the first compressor and the second compressor is on and the other is off,
A refrigeration cycle device for controlling the opening degree of the supercooling expansion mechanism between a preset maximum opening degree and a first maximum introduction degree.
상기 증발기에 의해 냉방 또는 냉동되는 공간의 온도를 감지하는 냉동 온도센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이고 사용자의 입력에 의해 설정된 희망온도와 상기 냉동 온도센서의 감지온도의 차이가 기설정된 설정온도차 이상이면,
상기 과냉각 팽창기구의 개도를 기설정된 최대개도와 제1최소개도 사이로 제어하는 냉동 사이클 장치.According to claim 1,
Further comprising a refrigeration temperature sensor for sensing the temperature of the space to be cooled or frozen by the evaporator,
The controller,
If the first compressor and the second compressor are on and the difference between the desired temperature set by the user's input and the sensing temperature of the refrigeration temperature sensor is greater than or equal to a preset temperature difference,
A refrigeration cycle device for controlling the opening degree of the supercooling expansion mechanism between a preset maximum opening degree and a first maximum introduction degree.
상기 컨트롤러는,
상기 제1압축기 및 제2압축기가 온 상태이고 사용자의 입력에 의해 설정된 희망온도와 상기 냉동 온도센서의 감지온도의 차이가 기설정된 설정온도차보다 작으면,
상기 과냉각 팽창기구의 개도를 상기 최대개도와 제2최소개도 사이로 제어하고,
상기 제2최소개도는 상기 제1최소개도보다 큰 냉동 사이클 장치.The method of claim 7,
The controller,
If the first compressor and the second compressor are on and the difference between the desired temperature set by the user's input and the sensing temperature of the refrigeration temperature sensor is smaller than the preset temperature difference,
The opening degree of the supercooling expansion mechanism is controlled between the maximum opening degree and the second maximum introduction degree,
The second maximum introduction degree is greater than the first maximum introduction refrigeration cycle device.
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