KR102260447B1 - 냉장 및 냉동 공조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 제 1 냉매를 압축하는 실외압축기, 상기 실외압축기에 의해 압축된 제 1 냉매를 공급받아 응축시키는 제 1 실외열교환기, 상기 제 1 실외열교환기에서 응축된 제 1 냉매를 팽창시키는 제 1 실외팽창밸브, 상기 제 1 실외팽창밸브에서 팽창된 제 1 냉매를 증발시키는 제 2 실외열교환기를 포함하는 실외기; 상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키는 쇼케이스장치; 상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키고, 상기 제 1 냉매와 열교환되는 제 2 냉매를 냉각사이클로 순환시켜 물을 가열하는 급탕장치; 상기 실외기의 제 1 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시키는 냉각탑장치; 상기 실외기의 제 2 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시켜 상기 제 2 실외열교환기에서 버려지는 열을 회수하는 축냉장치;를 포함한다.
본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 마트 미운영 시 쇼케이스장치의 부하감소로 인한 버려지는 에너지를 축냉장치로 회수하여 저장할 수 있는 장점이 있다.

Description

냉장 및 냉동 공조 시스템{Air conditioning system for refrigerating and freezing}
본 발명은 냉장 및 냉동 공조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐열을 보다 효과적으로 회수할 수 있는 냉장 및 냉동 공조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창기로 구성되고, 공기조화 사이클을 이용하여 건물 또는 방에 냉기 또는 온기를 공급한다. 일반적으로 공기조화기는 냉매를 냉동사이클 또는 히트펌프사이클로 작동시킨다.
공기조화기는 구조적으로 압축기가 실외에 배치된 분리형과, 압축기가 일체로 제작된 일체형으로 구분된다.
분리형은 실내기에 실내 열교환기를 설치하고, 실외기에 실외 열교환기와 압축기를 설치하여 서로 분리된 두 장치를 냉매 배관으로 연결시킨다.
일체형은 실내 열교환기, 실외 열교환기 및 압축기를 하나의 케이스 안에 설치한 것이다.
일체형 공기조화기로는 창에 장치를 걸어서 직접 설치하는 창문형 공기조화기와, 흡입덕트와 토출덕트를 연결하여 실내 외측에 설치하는 덕트형 공기조화기 등이 있다.
상기 분리형 공기조화기로는 직립으로 설치하는 스탠드형 공기조화기, 벽에 걸어서 설치하는 벽걸이형 공기조화기 등이 있다.
특히 공기조화기 중에는 냉매의 순환과정에서 발생되는 열을 이용해, 물을 냉각하거나 가열하여 사용자에게 제공하는 시스템이 있다.
대한민국 공개특허 10-2013-0081382 A
본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 폐열을 보다 효과적으로 회수할 수 있는 냉장 및 냉동 공조 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 응축기에서 폐열로 버려지는 열을 판형 열교환기를 통해 회수하고, 이를 급탕장치에 적용하는 냉장 및 냉동 공조시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 외부에 폐열로 버려지는 열을 회수하여 축열 또는 축냉할 수 있는 냉장 및 냉동 공조 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 마트 미운영 시 버리지는 폐열을 축냉장치 또는 냉각탑장치 중 적어도 어느 하나에 저장하여 회수할 수 있다.
본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 제 1 냉매를 압축하는 실외압축기, 상기 실외압축기에 의해 압축된 제 1 냉매를 공급받아 응축시키는 제 1 실외열교환기, 상기 제 1 실외열교환기에서 응축된 제 1 냉매를 팽창시키는 제 1 실외팽창밸브, 상기 제 1 실외팽창밸브에서 팽창된 제 1 냉매를 증발시키는 제 2 실외열교환기를 포함하는 실외기; 상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키는 쇼케이스장치; 상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키고, 상기 제 1 냉매와 열교환되는 제 2 냉매를 냉각사이클로 순환시켜 물을 가열하는 급탕장치; 상기 실외기의 제 1 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시키는 냉각탑장치; 상기 실외기의 제 2 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시켜 상기 제 2 실외열교환기에서 버려지는 열을 회수하는 축냉장치;를 포함한다.
상기 급탕장치는, 제 2 냉매를 압축하는 급탕압축기; 상기 압축된 제 2 냉매를 응축시키는 제 1 급탕열교환기; 상기 제 1 급탕열교환기에 의해 응축된 제 2 냉매를 팽창시키는 급탕팽창밸브; 상기 급탕팽창밸브에 의해 팽창된 제 2 냉매를 증발시키는 제 2 급탕열교환기;를 포함하고, 상기 실외압축기 및 제 1 급탕열교환기 사이에 제 1 삼방밸브가 배치되고, 상기 제 1 삼방밸브는 상기 실외압축기에서 압축된 제 1 냉매를 상기 제 1 급탕열교환기 또는 제 1 실외열교환기 중 적어도 어느 하나로 유동시킬 수 있다.
상기 급탕장치는, 제 2 냉매를 압축하는 급탕압축기; 상기 압축된 제 2 냉매를 응축시키는 제 1 급탕열교환기; 상기 제 1 급탕열교환기에 의해 응축된 제 2 냉매를 팽창시키는 급탕팽창밸브; 상기 급탕팽창밸브에 의해 팽창된 제 2 냉매를 증발시키는 제 2 급탕열교환기;를 포함하고, 상기 실외기는, 상기 실외압축기 및 제 1 급탕열교환기 사이에 배치되어 상기 실외압축기에서 토출된 제 1 냉매의 유동을 제어하는 제 1-1 전자팽창밸브; 상기 실외압축기 및 제 1 실외열교환기 사이에 배치되어 상기 실외압축기에서 토출된 제 1 냉매의 유동을 제어하는 제 1-2 전자팽창밸브;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 실외열교환기 및 쇼케이스장치 사이에 배치되고, 상기 제 1 실외열교환기를 통과한 제 1 냉매를 상기 제 2 실외열교환기 또는 상기 쇼케이스장치 중 적어도 어느 하나로 유동시키는 제 2 삼방밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 급탕장치는, 물을 저장하는 급탕조; 상기 급탕조 및 제 1 급탕열교환기을 연결하고, 상기 물을 순환시키는 급탕배관; 상기 급탕배관에 배치되어 상기 물을 순환시키는 급탕펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 축냉장치는, 물이 저장되는 축냉조; 상기 제 2 실외열교환기 및 상기 축냉조를 연결하고 물을 순환시키는 축냉조배관; 상기 축냉조배관에 설치되어 물을 순환시키는 축냉조펌프를 포함할 수 있다.
상기 냉각탑장치는, 물이 저장되는 냉각탑; 상기 제 1 실외열교환기 및 상기 냉각탑을 연결하고 물을 순환시키는 냉각탑배관; 상기 냉각탑배관에 설치되어 물을 순환시키는 냉각탑펌프를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 마트 미운영 시 쇼케이스장치의 부하감소로 인한 버려지는 에너지를 축냉장치로 회수하여 저장할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 쇼케이스장치를 구동시킬 때 발생되는 응축열을 이용하여 급탕장치를 구동할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템은 제 1-1 전자팽창밸브 및 제 1-2 전자팽창밸브의 개도량을 조절하여, 급탕장치에 제공되는 제 1 냉매의 양과 제 1 실외열교환기에 제공되는 제 1 냉매의 양을 조절하고, 이를 통해 급탕장치 및 축냉장치를 동시에 구동시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장 및 냉동 공조시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마트 운영 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 3은 도 1에서 마트 미운영 및 급탕부하가 없을 때 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 4는 도 1에서 마트 미운영 및 급탕부가 있을 때 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장 및 냉동 공조시스템의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장 및 냉동 공조시스템의 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 냉장 및 냉동 공조시스템은 실외기(100), 급탕장치(200), 냉각탑장치(300), 축냉장치(400) 및 쇼케이스장치(500)를 포함한다.
상기 실외기(100)는 실외압축기(101), 제 1 실외열교환기(110), 제 2 실외열교환기(120), 제 1 삼방변(130), 제 2 삼방변(140), 제 2 실외팽창밸브(150), 제 1 실외팽창밸브(160)를 포함한다.
상기 실외압축기(101)는 제 1 냉매를 압축하고, 상기 압축된 제 1 냉매는 제 1 삼방변(130)으로 유동된다. 본 실시예에서 상기 제 1 냉매는 R143a가 사용된다.
상기 제 1 삼방변(130)은 상기 실외압축기(101)에서 압축된 제 1 냉매를 상기 제 1 실외열교환기(110) 또는 급탕장치(200) 중 어느 하나로 선택하여 유동시킬 수 있다. 이를 위해 상기 제 1 삼방변(130)은 상기 실외압축기(101), 제 1 실외열교환기(110) 및 급탕장치(200)와 냉매배관으로 연결된다.
상기 제 2 삼방변(130)은 상기 제 1 실외열교환기(110)를 통과한 제 1 냉매를 공급받고, 제 2 실외열교환기(120) 또는 쇼케이스장치(500) 중 어느 하나로 선택하여 유동시킬 수 있다. 이를 위해 상기 제 2 삼방변(130)은 제 1 실외열교환기(110), 제 2 실외열교환기(120) 및 쇼케이스장치(500)와 냉매배관으로 연결된다.
상기 제 1 실외열교환기(110)는 제 1 냉매를 응축시키는 응축기로 작동될 수 있고, 상기 제 2 실외열교환기(120)는 제 1 냉매를 증발시키는 증발기로 작동될 수 있다.
상기 제 2 실외팽창밸브(150)는 쇼케이스장치(500)에서 실외압축기(101)에 연결되는 배관에 설치되고, 제 1 실외팽창밸브(160)는 제 2 삼방변(140)에서 제 2 실외열교환기(120)로 연결되는 배관에 설치된다.
상기 실외기(100)의 배관에는 냉매의 유동방향을 제한하기 위한 체크밸브(103)(104)들이 배치될 수 있다.
상기 급탕장치(200)는 급탕압축기(201), 제 1 급탕열교환기(210), 제 2 급탕열교환기(220), 급탕팽창밸브(230), 급탕조(240), 급탕펌프(250)를 포함한다.
상기 급탕장치(200)는 제 2 냉매를 순환시킨다. 본 실시예에서 상기 제 2 냉매는 R143a가 사용된다. 본 실시예와 달리 상기 제 2 냉매는 제 1 냉매와 다른 종류의 냉매가 사용되어도 무방하다. 예를 들어 상기 제 2 냉매는 R134a 또는 R410a 등이 사용될 수 있다.
상기 급탕장치(200)는 사용자에게 온수를 제공하기 위한 것이기 때문에, 응축시 높은 온도를 방출하는 냉매를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 급탕압축기(201)에서 압축된 제 2 냉매는 상기 제 1 급탕열교환기(210)에서 응축되고, 상기 급탕팽창밸브(230)에서 팽창된 후, 상기 제 2 급탕열교환기(220)에서 증발된다.
상기 제 2 급탕열교환기(220)에서 제 1 냉매 및 제 2 냉매가 열교환된다. 상기 제 2 급탕열교환기(220)는 상기 실외기(100)의 응축기로 작동될 뿐만 아니라 상기 급탕장치(200)의 증발기로 작동된다. 그래서 상기 제 1 냉매의 응축열에 의해 상기 제 2 냉매가 증발될 수 있다.
상기 급탕조(240) 및 제 1 급탕열교환기(210)을 연결시키는 급탕배관(241)(242)이 배치되고, 상기 급탕배관(241)(242) 중 어느 하나에 급탕펌프(250)가 배치된다. 상기 급탕펌프(250)는 급탕조(240)의 물의 순환시키고, 상기 제 1 급탕열교환기(210)는 순환되는 물과 열교환되어 물을 가열한다.
상기 냉각탑장치(300)는 물이 저장되는 냉각탑(340)과, 상기 제 1 실외열교환기(110) 및 상기 냉각탑(340)을 연결하고 물을 순환시키는 냉각탑배관(341)(342)과, 상기 냉각탑배관(341)(342)에 설치되어 물을 순환시키는 냉각탑펌프(350)를 포함한다.
상기 냉각탑장치(300)를 통해 순환되는 물은 응축기로 작동되는 제 1 실외열교환기(110)와 열교환되고, 상기 제 1 실외열교환기(110)를 냉각시킬 수 있다.
상기 냉각탑(340)의 물은 상기 제 1 실외열교환기(110)와 열교환될 수 있다.
상기 축냉장치(400)는 물이 저장되는 축냉조(440)와, 상기 제 2 실외열교환기(120) 및 상기 축냉조(440)를 연결하고 물을 순환시키는 축냉조배관(441)(442)과, 상기 축냉조배관(441)(442)에 설치되어 물을 순환시키는 축냉조펌프(450)를 포함한다.
상기 축냉장치(400)를 통해 순환되는 물은 증발기로 작동되는 제 2 실외열교환기(120)와 열교환되고, 순환되는 물은 상기 제 2 실외열교환기(120)에 의해 냉각될 수 있다. 냉각된 물은 상기 축냉조(440)에 저장된다.
상기 쇼케이스장치(500)는 마트 또는 편의점 등에서 냉기를 제공하는 용도로 사용된다. 상기 쇼케이스장치(500)에서 제공되는 냉기는 신선식품의 선도를 유지하거나 진열물품을 차갑게 유지하는 용도로 사용된다.
상기 쇼케이스장치(500)는 쇼케이스열교환기(510), 쇼케이스팽창밸브(560) 및 송풍팬(520)을 포함한다. 상기 쇼케이스장치(500)는 냉기를 제공할 수 있다.
상기 쇼케이스열교환기(510)는 증발기로 작동된다.
상기 쇼케이스열교환기(510)는 제 2 삼방밸브(140)와 연결되어 제 1 냉매를 제공받고, 열교환된 제 1 냉매는 상기 실외압축기(101)에 제공된다.
이를 위해 상기 제 2 삼방밸브(140) 및 쇼케이스열교환기(510)를 연결하는 고압냉매배관(541)와, 상기 쇼케이스열교환기(510) 및 실외압축기(101)를 연결하는 저압냉매배관(542)이 배치된다.
상기 고압냉매배관(541)에 상기 쇼케이스팽창밸브(560)가 배치된다. 상기 저압냉매배관(542)은 제 2 실외팽창밸브(150)와 연결된다.
이하 본 실시예에 따른 냉장 및 냉동 공조 시스템의 제어방법을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 쇼케이스의 작동 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 급탕부하가 없을 때의 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 4는 도 1에 도시된 급탕부하가 있을 때의 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 2를 참조하여 일반적인 운전(마트 또는 편의점의 운영시간 대)의 경우를 설명한다.
일반운전 시, 실외기(100)의 실외압축기(101)에서 토출된 제 1 냉매는 제 1 삼방밸브(130)에서 급탕장치(200) 측으로 유동되고, 응축된 제 1 냉매는 제 2 삼방밸브(140)에 쇼케이스장치(500) 측으로 유동된다.
상기 제 1 삼방밸브(130)는 제 1 냉매가 제 1 실외열교환기(110)로 유동되는 것을 차단하고, 급탕장치(200)의 제 2 급탕열교환기(220)로 제 1 냉매를 유동시킨다.
또한, 상기 제 2 삼방밸브(140)는 응축된 냉매가 제 2 실외열교환기(120)로 유동되는 것을 차단하고, 상기 쇼케이스장치(500)의 쇼케이스열교환기(510)로 제 1 냉매를 유동시킨다.
그래서 상기 제 1 냉매의 순환 시, 상기 급탕장치(200)의 제 2 급탕열교환기(220)에서 제 1 냉매가 응축되고, 상기 쇼케이스장치(500)의 쇼케이스열교환기(510)에서 제 1 냉매가 증발된다.
한편, 상기 급탕장치(200)는 제 2 냉매를 순환시켜 제 1 급탕열교환기(210)에서 제 2 냉매를 응축시키고, 상기 제 2 급탕열교환기(220)에서 제 2 냉매를 증발시킨다.
상기 제 2 급탕열교환기(220)는 이중열교환기로서 제 1 냉매 및 제 2 냉매룰 열교환시킨다. 상기 제 2 급탕열교환기(220)는 제 1 냉매에 대하여 응축기로 작동되고, 제 2 냉매에 대해서는 증발기로 작동된다.
상기 제 1 급탕열교환기(210)는 이중열교환기로서, 제 2 냉매 및 물을 열교환시킨다.
급탕조(240)의 물은 상기 제 1 급탕열교환기(210)를 통과하면서 가열되고, 가열된 물은 상기 급탕조(240)에 저장된다. 사용자가 온수를 사용할 경우, 저장된 고온의 물이 토출되고, 새로운 물이 급수된다. 상기 급탕장치(200)는 상기 급탕조(240)의 온도를 적정온수로 유지시킨다.
한편, 상기 쇼케이스장치(500)는 응축된 제 1 냉매를 상기 쇼케이스팽창밸브(560)에서 팽창시키고, 팽창된 제 1 냉매는 상기 쇼케이스열교환기(510)에서 증발된다. 상기 제 1 냉매의 증발열에 의해 공기가 냉각되고, 송풍팬(520)은 이 냉기를 쇼케이스(미도시)로 토출시킨다. 토출된 냉매는 쇼케이스에 진열된 식품 또는 상품을 냉각시켜 신선도를 유지한다.
상기 쇼케이스열교환기(510)에서 증발된 냉매는 상기 실외압축기(101)로 회수된 후, 다시 압축되어 토출된다.
본 실시예와 같은 일반운전 시, 상기 쇼케이스장치(500)에서 증발된 제 1 냉매가 상기 실외압축기(101)로 유동되도록, 제 2 실외팽창밸브(150)는 풀 오픈상태로 유지된다.
일반운전 시, 상기 냉각탑장치(300) 및 축냉조(400)는 작동되지 않는다.
다음으로, 도 3을 참조하여 마트 미운영 시 급탕부하가 없을 때의 운전과정을 설명한다.
마트 폐점 이후라도 상기 쇼케이스(500)는 최소한으로 작동되어야 한다. 그러나 마트 폐점 이후에는 급탕장치(200)의 급탕부하가 없을 수 있다.
이 경우, 급탕부하가 없는 상태에서 급탕장치(200)를 운영하는 경우, 에너지 낭비된다. 이를 방지하기 위해, 축냉장치(400)의 물을 냉각시켜 폐열을 회수한다.
이를 위해, 상기 제 1 삼방밸브(130)는 제 1 냉매를 제 1 실외열교환기(110)로 유동시켜 상기 제 1 실외열교환기(110)를 응축기로 작동시킨다.
상기 제 1 실외열교환기(110)는 이중열교환기로서, 제 1 냉매 및 냉각탑장치(300)의 물을 열교환시킬 수 있다. 상기 냉각탑장치(300)는 물을 순환시켜 상기 제 1 냉매를 응축시킨다.
상기 제 1 실외열교환기(110)에서 응축된 냉매는 상기 제 2 삼방밸브(140)에 의해 상기 제 2 실외열교환기(120) 또는 쇼케이스열교환기(510) 중 어느 하나에 제공될 수 있다.
제 1 냉매가 상기 제 2 실외열교환기(120)에 제공되는 경우, 축냉장치(400)의 물을 냉각시킬 수 있다. 제 1 냉매가 쇼케이스열교환기(510)에 제공되는 경우, 쇼케이스에 냉기를 제공할 수 있다.
제 1 냉매가 상기 제 2 실외열교환기(120)에 제공되는 경우, 상기 제 2 실외팽창밸브(150)는 폐쇄되어 제 1 냉매가 쇼케이스장치(500) 측으로 유동되는 것을 차단한다.
다음으로, 도 4를 참조하여 마트 미운영 시 급탕부하 또는 쇼케이스부하가 있을 때의 운전과정을 설명한다.
마트 미운영 시, 쇼케이스장치(500)의 작동을 최소화하도록 실외기(100)가 구동된다. 마트 미운영 시라도 사용자에 의해 급탕부하가 발생될 수 있다.
이 경우, 제어부는 상기 제 1 삼방밸브(130)를 제어하여 제 2 급탕열교환기(220) 및 제 1 실외열교환기(110) 중 적어도 어느 하나에 제 1 냉매를 제공할 수 있다.
예를 들어 상기 제 2 급탕열교환기(220)에만 제 1 냉매를 제공하여 급탕조(240)의 물을 가열시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 실외열교환기(110)에만 제 1 냉매를 제공하여 축냉장치(400)의 물을 냉각시켜 저장할 수 있다.
예를 들어 상기 제 2 급탕열교환기(220) 및 제 1 실외열교환기(110) 모두에 제 1 냉매를 제공하여, 급탕장치(240)의 물을 가열하고, 축냉장치(400)의 물을 냉각시킬 수 있다. 상기 제 2 급탕열교환기(220) 및 제 1 실외열교환기(110) 모두에 제 1 냉매를 제공하는 경우, 상기 제 1 삼방밸브(130)는 상기 제 2 급탕열교환기(220) 측 및 제 1 실외열교환기(110) 측 배관을 모두 오픈한다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 제 2 급탕열교환기(220) 및 제 1 실외열교환기(110)에 교대로 제 1 냉매를 제공할 수 있다.
제어부는 상기 급탕부하의 크기에 따라 상기 제 1 삼방밸브(130)를 다양한 방식으로 제어할 수 있다.
상기 급탕장치(200)에서 급탕부하가 있더라도 실외기(100)의 남는 에너지는 상기 축냉장치(400)에 저장될 수 있다.
제 1 냉매는 상기 제 2 급탕열교환기(220) 및 제 1 실외열교환기(110) 중 적어도 어느 하나를 경유하여 응축되고, 응축된 제 1 냉매는 제 2 실외열교환기(120)에서 축냉장치(400)를 순환하는 물과 열교환되어 증발될 수 있다.
이를 통해 상기 실외기(100)의 폐열은 상기 제 2 실외열교환기(120)를 통해 축냉장치(400)로 회수된다.
한편, 상기 쇼케이스장치(500)의 부하가 있는 경우, 상기 응축된 제 1 냉매는 상기 쇼케이스열교환기(510)에서 증발되고, 쇼케이스에 냉기를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장 및 냉동 공조시스템의 구성도이다.
본 실시예에서는 제 1 실시예의 제 1 삼방밸브(130) 대신 제 1-1 전자팽창밸브(131) 및 제 1-2 전자팽창밸브(132)가 배치되고, 제 2 삼방밸브(140) 대신 제 2-1 전자팽창밸브(141) 및 제 2-2 전자팽창밸브(142)가 배치된다.
상기 제 1 삼방밸브(130) 대신 배치된 제 1-1 전자팽창밸브(131) 및 제 1-2 전자팽창밸브(132)는 제 1 냉매의 유량을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
상기 제 2 삼방밸브(140) 대신 배치된 제 2-1 전자팽창밸브(141) 및 제 2-2 전자팽창밸브(142) 역시 제 1 냉매의 유량을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
상기 제 1-1 전자팽창밸브(131), 제 1-2 전자팽창밸브(132), 제 2-1 전자팽창밸브(141) 및 제 2-2 전자팽창밸브(142)는 도 4와 같이, 마트 미운영 시 급탕부가가 있을 때 보다 효과적으로 작동된다.
급탕부하가 있을 때, 상기 제 1-1 전자팽창밸브(131)는 제 2 급탕열교환기(220)에 제공되는 제 1 냉매의 유량을 보다 정밀하게 제어하여 제공할 수 있다.
즉, 요구되는 급탕부하의 양만큼 제 1-1 전자팽창밸브(131)를 통해 제 1 냉매를 제공할 수 있다. 또한 급탕부하를 초과하는 제 1 냉매는 제 1-2 전자팽창밸브(132)를 통해 제 1 실외열교환기(110)에 제공하여 축냉장치(400)에 남는 에너지를 저장할 수 있다.
상기 제 2-1 전자팽창밸브(141) 및 제 2-2 전자팽창밸브(142) 역시 같은 방식으로 제어된다.
상기 제 2-1 전자팽창밸브(141) 및 제 2-2 전자팽창밸브(142)를 통해 응축된 제 1 냉매를 쇼케이스장치(500)에 필요한 만큼만 제공할 수 있다.
쇼케이스장치(500)의 부하가 없는 경우, 응축된 제 1 냉매 전부를 상기 제 2 실외열교환기(120)로 유동시켜 남는 에너지를 축냉장치(400)에 저장할 수 있다.
쇼케이스장치(500)의 부가 있을 경우, 요구되는 부하 만큼의 제 1 냉매를 제 2-2 전자팽창밸브(142)를 통해 쇼케이스열교환기(510)에 제공하고, 나머지 제 1 냉매를 2-1 전자팽창밸브(141)를 통해 제 2 실외열교환기(120)에 제공한다.
한편, 본 실시예와 달리 상기 제 2-1 전자팽창밸브(141) 및 제 2-2 전자팽창밸브(142)에 항상 소정 비율로 응축된 제 1 냉매를 제공하여도 무방하다.
이하 나머지 구성은 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 실외기 200 : 급탕장치
300 : 냉각탑장치 400 : 축냉장치
500 : 쇼케이스장치

Claims (7)

  1. 제 1 냉매를 압축하는 실외압축기, 상기 실외압축기에 의해 압축된 제 1 냉매를 공급받아 응축시키는 제 1 실외열교환기, 상기 제 1 실외열교환기에서 응축된 제 1 냉매를 팽창시키는 제 1 실외팽창밸브, 상기 제 1 실외팽창밸브에서 팽창된 제 1 냉매를 증발시키는 제 2 실외열교환기와, 상기 실외압축기의 토출단의 분지점에 배치되는 제 1 삼방밸브를 포함하는 실외기;
    상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키는 쇼케이스장치;
    상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키고, 상기 제 1 냉매와 열교환되는 제 2 냉매를 냉각사이클로 순환시켜 물을 가열하는 급탕장치;
    상기 실외기의 제 1 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시키는 냉각탑장치; 및
    상기 실외기의 제 2 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시켜 상기 제 2 실외열교환기에서 버려지는 열을 회수하는 축냉장치를 포함하고,
    상기 제 1 삼방밸브는,
    상기 실외압축기에서 압축된 제 1 냉매를 상기 급탕장치 또는 제 1 실외열교환기 중 적어도 어느 하나로 유동시키는 냉장 및 냉동 공조 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 급탕장치는,
    제 2 냉매를 압축하는 급탕압축기;
    상기 압축된 제 2 냉매를 응축시키는 제 1 급탕열교환기;
    상기 제 1 급탕열교환기에 의해 응축된 제 2 냉매를 팽창시키는 급탕팽창밸브; 및
    상기 급탕팽창밸브에 의해 팽창된 제 2 냉매를 증발시키는 제 2 급탕열교환기;를 포함하는 냉장 및 냉동 공조 시스템.
  3. 제 1 냉매를 압축하는 실외압축기, 상기 실외압축기에 의해 압축된 제 1 냉매를 공급받아 응축시키는 제 1 실외열교환기, 상기 제 1 실외열교환기에서 응축된 제 1 냉매를 팽창시키는 제 1 실외팽창밸브, 상기 제 1 실외팽창밸브에서 팽창된 제 1 냉매를 증발시키는 제 2 실외열교환기를 포함하는 실외기;
    상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키는 쇼케이스장치;
    상기 실외기와 연결되고, 상기 제 1 냉매를 선택적으로 공급받아 냉각사이클로 순환시키고, 상기 제 1 냉매와 열교환되는 제 2 냉매를 냉각사이클로 순환시켜 물을 가열하는 급탕장치;
    상기 실외기의 제 1 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시키는 냉각탑장치; 및
    상기 실외기의 제 2 실외열교환기를 경유하도록 물을 순환시켜 상기 제 2 실외열교환기에서 버려지는 열을 회수하는 축냉장치를 포함하고,
    상기 급탕장치는,
    제 2 냉매를 압축하는 급탕압축기;
    상기 압축된 제 2 냉매를 응축시키는 제 1 급탕열교환기;
    상기 제 1 급탕열교환기에 의해 응축된 제 2 냉매를 팽창시키는 급탕팽창밸브; 및
    상기 급탕팽창밸브에 의해 팽창된 제 2 냉매를 증발시키는 제 2 급탕열교환기;를 포함하고,
    상기 실외기는,
    상기 실외압축기 및 제 1 급탕열교환기 사이에 배치되어 상기 실외압축기에서 토출된 제 1 냉매의 유동을 제어하는 제 1-1 전자팽창밸브; 및
    상기 실외압축기 및 제 1 실외열교환기 사이에 배치되어 상기 실외압축기에서 토출된 제 1 냉매의 유동을 제어하는 제 1-2 전자팽창밸브;를 더 포함하는 냉장 및 냉동 공조 시스템.
  4. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 제 1 실외열교환기 및 쇼케이스장치 사이에 배치되고, 상기 제 1 실외열교환기를 통과한 제 1 냉매를 상기 제 2 실외열교환기 또는 상기 쇼케이스장치 중 적어도 어느 하나로 유동시키는 제 2 삼방밸브를 더 포함하는 냉장 및 냉동 공조 시스템.
  5. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 급탕장치는,
    물을 저장하는 급탕조;
    상기 급탕조 및 제 1 급탕열교환기을 연결하고, 상기 물을 순환시키는 급탕배관; 및
    상기 급탕배관에 배치되어 상기 물을 순환시키는 급탕펌프를 더 포함하는 냉장 및 냉동 공조 시스템.
  6. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 축냉장치는,
    물이 저장되는 축냉조;
    상기 제 2 실외열교환기 및 상기 축냉조를 연결하고 물을 순환시키는 축냉조배관; 및
    상기 축냉조배관에 설치되어 물을 순환시키는 축냉조펌프를 포함하는 냉장 및 냉동 공조 시스템.
  7. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 냉각탑장치는,
    물이 저장되는 냉각탑;
    상기 제 1 실외열교환기 및 상기 냉각탑을 연결하고 물을 순환시키는 냉각탑배관; 및
    상기 냉각탑배관에 설치되어 물을 순환시키는 냉각탑펌프를 포함하는 냉장 및 냉동 공조 시스템.
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