KR102417161B1

KR102417161B1 - 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치 및 이를 포함하는 수처리 설비

Info

Publication number: KR102417161B1
Application number: KR1020210184009A
Authority: KR
Inventors: 박용정
Original assignee: 대한공조(주)
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-07-05

Abstract

본 발명은 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치를 제공한다. 상기 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치는 증발압력이 대기압 이상인 냉매인 고압용 냉매를 압축하는 압축부; 상기 압축부와 연결되며, 압축된 상기 냉매를 응축하는 응축부; 상기 응축부와 연결되며, 응축된 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부; 및, 상기 팽창부와 연결되며, 상기 응축부로부터 응축된 상기 냉매를 기체 상태 및 액체 상태로 분리하고, 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 압축부로 공급하고, 상기 액체 상태의 냉매를 증발부로 공급하는 플래쉬 탱크부;를 포함하되, 상기 증발부는 공급되는 상기 액체 상태의 냉매를 열교환시켜 상기 플래쉬 탱크부로 공급한다.

Description

고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치 및 이를 포함하는 수처리 설비{Vapor compression cycle apparatus and water treatment system having the same}

본 발명은 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압용 냉매를 사용하면서 만액식 증발을 구현할 수 있는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치 및 이를 포함하는 수처리 설비에 관한 것이다.

통상, 냉동 사이클(cooling cycle)을 이용하는 냉동기는 압축된 냉매가스를 액화시킨 뒤, 액상냉매를 다시 기화시켜 흡수되는 기화열에 의해 냉각작용을 수행하는 공기조절장치로, 사회전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

냉동 사이클을 사용하는 설비에 포함되는 증발기는 대개 외측에서 냉매의 비등이 일어나고 내측에서는 냉수가 순환하여 냉매와 열 교환이 이루어지는 쉘 앤드 튜브형 만액식 열교환기가 주로 사용된다.

상기 만액식 열교환기는 쉘의 내부에 냉매가 채워진 상태에서 유동하고, 상기 쉘을 가로지르는 복수 개의 튜브 다발에 열교환을 하고자 하는 유체(가령, 물)를 통과시켜 냉매와 유체 사이에서 상기 튜브를 통해 열교환을 하는 장치이다.

여기서 만액식 열교환기는 튜브의 재질에 따른 전도 현상에 의해 열교환이 이루어지기 때문에, 튜브의 재질은 열전도도가 높으면서 냉매나 유체에 의해 쉽게 노화되지 않는 재질로 선택된다. 또한 냉매와 유체 사이의 접촉 면적을 증가시키기 위해 가늘고 긴 복수 개의 튜브를 서로 인접하게 촘촘히 배열하는 것이 일반적이다.

이에 따라 상기와 같이 만액식 열교환기를 사용하는 경우, R134a, R407C, R22 등의 저압용 또는 중압용 냉매를 사용한다.

만일 만액식 열교환기에 고압용 냉매를 사용하여 냉동 사이클을 형성하는 경우, 열교환기를 이루는 튜브가 이의 압력을 견디지 못하고 파손 또는 손상되는 문제가 발생된다.

이러한 이유로 만액식 열교환기에는 고압용 냉매를 사용하지 못하여 고압용 만액식 열교환기를 사용하지 못하는 문제가 있다.

도 1은 종래의 냉동 사이클에 따른 T-S선도를 보여주는 그래프이다.

도 1을 참조 하면 냉매시스템에서 냉매의 출구온도와 증발온도의 온도차인 과열도(superheat)는 냉동회로의 효율과 성능에서 매우 중요하다. 과열도가 낮으면 압축기로 들어가는 냉매가스 내에 액체냉매가 섞여 압축기 성능 저하는 물론 압축기가 손상될 우려가 크다. 이에 반해 과열도가 너무 크면 증발기 내의 냉매량이 감소해 증발기 효율이 떨어져 전력소비가 많아지는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-2331964호(등록일자: 2021년 11월 23일)

상기의 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 고압용 냉매를 사용하면서 만액식의 증발을 구현하여 과열도를 일정 이하로 낮출 수 있는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치 및 이를 포함하는 수처리 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 플래쉬 탱크부를 사용하여 액체의 냉매를 증발기로 공급하면서 기화되는 기체의 냉매를 압축기로 연속적으로 공급하도록 하여 전체 냉동 사이클을 최소한으로 조정하여 만액식 증발을 구현할 수 있는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치 및 이를 포함하는 수처리 설비를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기의 목적들을 달성하기 위해 본 발명은 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치를 제공한다.

상기 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치는 증발압력이 대기압 이상인 냉매인 고압용 냉매를 압축하는 압축부; 상기 압축부와 연결되며, 압축된 상기 냉매를 응축하는 응축부; 상기 응축부와 연결되며, 응축된 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부; 및, 상기 팽창부와 연결되며, 상기 응축부로부터 응축된 상기 냉매를 기체 상태 및 액체 상태로 분리하고, 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 압축부로 공급하고, 상기 액체 상태의 냉매를 증발부로 공급하는 플래쉬 탱크부;를 포함하되,

상기 증발부는 공급되는 상기 액체 상태의 냉매를 열교환시켜 상기 플래쉬 탱크부로 공급한다.

여기서 상기 플래쉬 탱크부는,

수용 공간이 형성되는 수용기와,

상기 수용기와 상기 압축부를 연결하는 기체 냉매 공급관과,

상기 수용기와 상기 증발부를 연결하는 액체 냉매 공급관과,

상기 액체 냉매 공급관에 설치되는 공급 펌프를 구비하되,

상기 기체 냉매 공급관은 상기 수용기의 상단에 연결되어 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 압축부로 유동시키고,

상기 액체 냉매 공급관은, 상기 수용기의 하단에 연결되고, 분리된 상기 액체 상태의 냉매를 상기 공급 펌프의 구동에 의하여 상기 증발부로 공급하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 증발부는,

핀 타입의 열교환기인 것이 바람직하다.

또한 상기 기체 냉매 공급관에는,

분리된 상기 기체 상태의 냉매의 온도를 측정하고, 측정된 상기 온도를 제어부로 전송하는 온도 센서가 설치되고,

상기 기체 냉매 공급관에는,

상기 수용기의 상단과 연결되는 회수관이 분기되고,

상기 회수관에는 제 1펌프가 설치되고,

상기 회수관은 상기 기체 냉매 공급관과 방향 제어 밸브에 의해 연결되고,

상기 제어부는,

측정된 상기 온도가 기설정된 기준 기체 온도 이하를 이루는 경우, 상기 방향 제어 밸브 및 상기 제 1펌프를 구동시켜, 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 수용기로 회수시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 플래쉬 탱크부는,

하나 또는 다수로 구비되되,

다수로 구비되는 경우,

상기 다수로 구비되는 플래쉬 탱크부는, 서로 직렬을 이루어 배치될 수도 있다.

다른 실시예에 따라 본 발명은 상기 냉동사이클장치를 포함하는 수처리 설비를 제공한다.

상기의 과제에 따라 본 발명은 고압용 냉매를 사용하면서 만액식의 증발을 구현하여 과열도를 일정 이하로 낮출 수 있는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 효과를 갖는다.

또한, 플래쉬 탱크부를 사용하여 액체의 냉매를 증발기로 공급하면서 기화되는 기체의 냉매를 압축기로 연속적으로 공급하도록 하여 전체 냉동 사이클을 최소한으로 조정하여 만액식 증발을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

상술한 효과들과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래의 냉동 사이클에 따른 T-S선도를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 냉동 사이클에 따른 T-S선도를 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 2의 냉동 사이클에 따른 P-h선도를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉동 사이클의 다른 예를 보여주는 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉동 사이클의 또 다른 예를 보여주는 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 플래쉬 탱크부가 다수로 구비되는 예를 보여주는 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명에 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치 및 이를 포함한 수처리 설비를 설명한다.

본 발명에 따른 수처리 설비는 수열 에너지를 활용한 설비 또는 공정인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 수처리 설비는 상기 냉동사이클장치를 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 2를 참조 하면, 본 발명의 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치는 압축부(100)와, 응축부(200)와, 팽창부(300)와, 증발부(400)와, 플래쉬 탱크부(500)를 포함한다.

본 발명에 따른 냉매는 고압용 냉매를 사용한다. 예컨대 R140A 냉매를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 증발부(400)는 판형의 열교환을 이룰 수 있는 증발기(410)를 포함한다. 상기 판형의 열교환을 사용하는 이유는 냉매를 고압용 냉매를 사용함에 따른 변형을 방지할 수 있기 때문이다.

상기 증발기(410)의 일측에는 냉수 입구(411)와 냉수 출구(412)가 형성된다. 상기 냉수 입구(411)와 냉수 출구(412)는 증발기(410)의 내부를 순환할 수 있는 순환 유로(413)와 연결된다.

그리고 증발기(411)의 내부에는 열교환 유로(414)가 형성되고, 증발기(410)의 타측에는 입구(415)와 출구(416)가 형성된다.

상기 입구(415)는 상기 열교환 유로(414)의 일단과 연결되고, 상기 출구(416)는 상기 열교환 유로(414)의 타단과 연결된다.

상기 열교환 유로(414)의 출구(416)는 제 1공급관(417)을 통해 본 발명에 따른 플래쉬 탱크부(500)와 연결된다.

상기 플래쉬 탱크부(500)의 구성 및 작용은 후술한다.

상기 플래쉬 탱크부(500)는 압축부(100)와 연결된다. 상기 압축부(100)는 응축부(200)와 연결된다.

상기 응축부(200)는 팽창부(300)와 연결된다. 상기 팽창부(300)는 팽창 밸브(310)를 포함한다.

상기 팽창부(300)는 상기 플래쉬 탱크부(500)와 연결된다.

그리고, 상기 플래쉬 탱크부(500)는 증발기(410)의 입구(415)와 연결된다.

상기의 구성의 작용 및 부가 구성을 설명한다.

본 발명에 따는 압축부(100)는 증발압력이 대기압 이상인 고압용 냉매를 압축한다.

상기 응축부(200)는 압축부(100)와 연결되며, 압축된 상기 냉매를 응축한다.

상기 팽창부(300)는 상기 응축부(200)와 연결되며, 응축된 상기 냉매를 팽창시킨다.

본 발명에 따른 플래쉬 탱크부(500)는 상기 팽창부(300)와 연결되며, 상기 응축부(200)로부터 응축된 상기 냉매를 기체 상태 및 액체 상태로 분리하고, 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 압축부(100)로 공급하고, 상기 액체 상태의 냉매를 증발부(400)로 공급한다.

상기 증발부(400)는 공급되는 상기 액체 상태의 냉매를 열교환시켜 상기 플래쉬 탱크부(500)로 공급한다.

여기서, 본 발명에 따른 플래쉬 탱크부(500)는 수용기(510)와, 기체 냉매 공급관(520)과 액체 냉매 공급관(530)과, 공급 펌프(540)를 포함한다.

상기 수용기(510)의 내부에는 일정의 내부 공간이 형성된다.

상기 기체 냉매 공급관(520)은 수용기(510)의 상단과 압축부(100)를 연결하여, 기체 상태로 분리된 냉매를 압축부(100)로 유동시킬 수 있다.

상기 액체 냉매 공급관(530)은 수용기(510)의 하단과 증발기(410)의 입구(415)와 연결되어, 액체 상태로 분리된 냉매를 열교환 유로(414)로 공급되도록 할 수 있다.

상기 공급 펌프(540)는 액펌프로서, 상기 액체 상태의 냉매를 수용기(510)에서 열교환 유로(414)로 공급되도록 할 수 있다.

상기의 구성을 참조 하여 본 발명에 따른 냉동 사이클의 작용을 설명한다.

도 3은 도 2의 냉동 사이클에 따른 T-S선도를 보여주는 그래프이다. 도 4는 도 2의 냉동 사이클에 따른 P-h선도를 보여주는 그래프이다.

도 1 내지 도 3을 참조 하면, 응축부에 의해 응축된 고압용 냉매는 액상으로 응축되어 팽창부로 유동된다. 여기서 본 발명에 따른 고압용 냉매는 R140A 냉매를 사용할 수 있다.

상기 팽창부에 의하여 고압용 냉매는 팽창되면서 온도가 일정 이하로 하락된다.

이어 팽창된 수용기의 내부로 유입된다.

상기 수용기에서 팽탕된 냉매는 기체와 액체 상태의 냉매로 분리될 수 있다.

기체 상태로 분리된 냉매는 수용기의 내부에서 상승되어, 기체 냉매 공급관을 통해 압축부로 유동 및 공급될 수 있다.

동시에 액상의 냉매는 공급 펌프의 작동을 통해 액체 냉매 공급관을 따라 증발기의 입구로 유입되고, 이는 열교환 유로로 유동된다.

이때 열교환은 판형의 열교환기를 사용하여 열교환을 이루어 고압의 냉매에 따른 변형을 방지한다.

액체의 냉매는 열교환 유로를 따라 유동되면서 열교환이 이루어지고, 출구를 통해 재 1공급관을 따라 수용기의 내부에 공급될 수 있다.

따라서 본 발명에서는 수용기의 내부에서 액체 상의 낸매와 분리하여 기체 상태의 냉매를 연속적으로 압축부로 공급하여 압축부에 액상의 냉매가 포함되어 공급되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 도 3 및 도 4에서 보여지는 바와 같이 과열도를 일정 이하로 낮추어 압축부의 효율 저하를 방지할 수 있다.

그리고 압축부를 통해 압축되어 일정 온도로 상승되는 기체 상의 냉매는 응축부로 유입되어, 응축을 이루어 다시 응축부로 유입되어 응축이 이루어질 수 있다.

상기에서와 같이 본 발명에서는 판형의 열교환 방식을 통해 고압의 냉매를 사용하면서 플래쉬 탱크부를 사용하여 기체 상의 냉매만을 압축부로 제공하여 과열도를 줄여, 내부에 냉매가 채워진 상태에서 유동하고, 상기 쉘을 가로지르는 복수 개의 튜브 다발 에 열교환을 하고자 하는 유체를 통과시켜 냉매와 유체 사이에서 상기 튜브를 통해 열교환을 하는 만액식 증발을 구현할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 냉동 사이클의 다른 예를 보여주는 구성도이다.

이하의 설명에서 냉동 사이클의 구성은 도 2에 도시된 구성을 기초로 ㅎ한다.

도 5를 참조 하면, 기체 냉매 공급관(520)에는 분리된 상기 기체 상태의 냉매의 온도를 측정하고, 측정된 상기 온도를 제어부(600)로 전송하는 온도 센서(610)가 설치된다.

상기 기체 냉매 공급관(520)에는 상기 수용기(510)의 상단과 연결되는 회수관(521)이 분기된다.

상기 회수관(521)에는 제 1펌프(522)가 설치된다.

상기 회수관(521)은 상기 기체 냉매 공급관(520)과 방향 제어 밸브(523)에 의해 연결된다.

상기 제어부(600)는 측정된 상기 온도가 기설정된 기준 기체 온도 이하를 이루는 경우, 상기 방향 제어 밸브(523) 및 상기 제 1펌프(522)를 구동시켜, 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 수용기(510)로 회수시킬 수 있다.

상기의 구성에 따라 본 발명에서는 수용기(510)로부터 분리되어 유동되는 기체 상의 냉매의 온도를 실시간으로 측정할 수 있다.

이때 제어부(600)는 압축부(100)에서 문제가 발생되지 않을 수준의 기체 상의 냉매 온도가 미리 설정되는 기준 기체 온도를 이루는 경우에만 압축부(100)로 기체 상태의 냉매를 공급되도록 하여 압축부(100)의 안정적인 구동을 이룰 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 냉동 사이클의 또 다른 예를 보여주는 구성도이다.

도 6을 참조 하면, 기체 냉매 공급관(520) 상에서 압축부(100)와 온도 센서(610) 사이에는 제 1-1회수관(710)이 분기된다.

상기 제 1-1회수관(710)은 냉각기(700)와 연결된다. 상기 냉각기(700)는 제 1-2회수관(720)이 연결되고, 상기 제 1-2회수관(720)은 기체 냉매 공급관(520)과 다시 연결된다.

또한 기체 냉매 공급관(520) 상에서 압축부(100)와 온도 센서(610) 사이에는 제 2-1회수관(810)이 분기된다.

상기 제 2-1회수관(810)은 가열기(800)와 연결된다. 상기 가열기(800)는 제 2-2회수관(820)이 연결되고, 상기 제 2-2회수관(820)은 기체 냉매 공급관(520)과 다시 연결된다.

여기서 상기 제 1-2회수관(720)과 상기 제 2-2회수관(820)은 온도 센서의 전단에 연결된다.

이의 구성을 통해, 플래쉬 탱크부(500)에서 분리되는 기체 상태의 냉매는 기체 냉매 공급관(520)을 통해 유동되고, 온도 센서(610)는 이의 온도를 측정하여 제어부(600)로 전송한다.

상기 제어부(600)는 기체 상태의 냉매가 기준 기체 온도에 해당되는 지를 판단한다.

만일, 기체 상태의 냉매가 기준 기체 온도 이하를 이루는 경우, 제어부(600)는 제 1,2밸브(V1, V2)를 페쇄하고, 제 3밸브(V3)를 개방한다.

이에 기체 상태의 냉매는 제 2-1회수관(810)을 통해 가열기(800)로 유동된다. 상기 가열기(800)는 상기 기체 상태의 냉매를 가열하여 제 2-2회수관(820)을 통해 기체 냉매 공급관(520)으로 공급한다.

이에 상기 제어부(600)는 상기 기체 상태의 냉매가 기준 기체 온도에 이르도록 가열한다. 그리고 기체 상태의 냉매가 기준 기체 온도에 이르면, 제 2,3밸브(V2, V3)를 폐쇄하고, 제 1밸브(V1)를 개방하여 해당 기체 상태의 냉매가 압축부(100)로 공급되도록 한다.

만면에, 기체 상태의 냉매가 기준 기체 온도 이상을 이루는 경우, 제어부(600)는 제 1,3밸브(V1, V3)를 페쇄하고, 제 2밸브(V2)를 개방한다.

이에 기체 상태의 냉매는 제 1-1회수관(710)을 통해 냉각기(700)로 유동된다. 상기 냉각기(700)는 상기 기체 상태의 냉매를 가열하여 제 1-2회수관(720)을 통해 기체 냉매 공급관(520)으로 공급한다.

이에 상기 제어부(600)는 상기 기체 상태의 냉매가 기준 기체 온도에 이르도록 냉각시킨다. 그리고 기체 상태의 냉매가 기준 기체 온도에 이르면, 제 2,3밸브(V2, V3)를 폐쇄하고, 제 1밸브(V1)를 개방하여 해당 기체 상태의 냉매가 압축부(100)로 공급되도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 플래쉬 탱크부가 다수로 구비되는 예를 보여주는 도면이다.

도 7을 참조 하면, 플래쉬 탱크부(500)는 하나 또는 다수로 구비될 수 있다.

여기서 플래쉬 탱크부(500)가 다수로 구비되는 경우 상기 다수로 구비되는 플래쉬 탱크부(500)는 서로 순차적으로 연결되도록 배치될 수도 있다.

이에 각 플래쉬 탱크부(500)에서 냉매를 기체 상으로 각각 분리하고, 각각 분리된 기체 상태의 냉매는 압축부(100)로 공급될 수 있다.

또한 상기 각각의 플래쉬 탱크부(500)의 수용기(510)와 연결되는 기체 냉매 공급관(520)은 온도 센서(610)의 전단에서 각각 독립적으로 연결될 수 있다.

그리고 각각의 제 1공급관(417) 상에는 보조 밸브들(미도시)이 각각 더 설치될 수도 있다.

상기 보조 밸브들은 제어부(600)의 제어에 의해 개폐 구동되되, 어느 하나의 수용기(510)에서 수위 센서(미도시)를 통해 측정되는 냉매의 수위가 일정 이하를 형성하는 경우, 제어부(600)는 해당 수용기(510)와 연결되는 제 1공급관(417)을 보조 밸브를 닫아 폐쇄한다. 이어 해당 수용기(510)에 잔류되는 기체 상태 및 액체 상태의 냉매를 별도의 배출 라인들을 통해 다른 수용기의 내부에 공급하도록 할 수도 있다. 이에 어느 하나의 수용기에서의 요구되는 수준이 상기와 같이 문제가 발생되는 경우 다른 수용기를 사용하여 냉매를 상태를 분리하도록 하여 시스템이 정상 운용되도록 할 수도 있다.

상기의 구성 및 작용을 통해 본 발명은 고압용 냉매를 사용하면서 만액식의 증발을 구현하여 과열도를 일정 이하로 낮출 수 있는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 효과를 갖는다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : 압축부
200 : 응축부
300 : 팽창부
400 : 증발부
500 : 플래쉬 탱크부
600 : 제어부

Claims

증발압력이 대기압 이상인 냉매인 고압용 냉매를 압축하는 압축부;
상기 압축부와 연결되며, 압축된 상기 냉매를 응축하는 응축부;
상기 응축부와 연결되며, 응축된 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부; 및,
상기 팽창부와 연결되며, 상기 응축부로부터 응축된 상기 냉매를 기체 상태 및 액체 상태로 분리하고, 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 압축부로 공급하고, 상기 액체 상태의 냉매를 증발부로 공급하는 플래쉬 탱크부;를 포함하되,
상기 증발부는 공급되는 상기 액체 상태의 냉매를 열교환시켜 상기 플래쉬 탱크부로 공급하는 것을 특징으로 하는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치.
제 1항에 있어서,
상기 플래쉬 탱크부는,
수용 공간이 형성되는 수용기와,
상기 수용기와 상기 압축부를 연결하는 기체 냉매 공급관과,
상기 수용기와 상기 증발부를 연결하는 액체 냉매 공급관과,
상기 액체 냉매 공급관에 설치되는 공급 펌프를 구비하되,
상기 기체 냉매 공급관은 상기 수용기의 상단에 연결되어 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 압축부로 유동시키고,
상기 액체 냉매 공급관은, 상기 수용기의 하단에 연결되고, 분리된 상기 액체 상태의 냉매를 상기 공급 펌프의 구동에 의하여 상기 증발부로 공급하는 것을 특징으로 하는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치.
제 2항에 있어서,
상기 증발부는,
핀 타입의 열교환기인 것을 특징으로 하는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치.
제 2항에 있어서,
상기 기체 냉매 공급관에는,
분리된 상기 기체 상태의 냉매의 온도를 측정하고, 측정된 상기 온도를 제어부로 전송하는 온도 센서가 설치되고,
상기 기체 냉매 공급관에는,
상기 수용기의 상단과 연결되는 회수관이 분기되고,
상기 회수관에는 제 1펌프가 설치되고,
상기 회수관은 상기 기체 냉매 공급관과 방향 제어 밸브에 의해 연결되고,
상기 제어부는,
측정된 상기 온도가 기설정된 기준 기체 온도 이하를 이루는 경우, 상기 방향 제어 밸브 및 상기 제 1펌프를 구동시켜, 분리된 상기 기체 상태의 냉매를 상기 수용기로 회수시키는 것을 특징으로 하는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치.
제 2항에 있어서,
상기 플래쉬 탱크부는,
하나 또는 다수로 구비되되,
다수로 구비되는 경우,
상기 다수로 구비되는 플래쉬 탱크부는, 서로 직렬을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 고압용 만액식 증발 구현이 가능한 냉동사이클장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 냉동사이클장치를 포함하는 수처리 설비.