KR102477314B1 - A method for reducing the temperature of the coolant in the receiver of the refrigeration cycle system and improving the cooling performance of the evaporator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉동싸이클 시스템의 수액기 냉매액 온도저감방법 및 증발기 냉각성능 개선방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉동싸이클의 냉매순환라인 도중에 설치되는 1차 응축기 및 2차 응축기 각각에서 1,2차적으로 따로따로 응축 액화되는 액상냉매를 수액기에 혼합 저장하는 수단으로 상기 수액기에 저장되는 냉매액의 온도를 저감시킬 수 있도록 하였으며, 또한 상기 2차 응축기에서 2차적으로 응축되는 더 낮은 온도의 액상냉매 대부분을 팽창밸브측으로 공급함으로써 상기 팽창밸브에서는 낮은 온도의 액상냉매를 급속 팽창시켜 안개상태의 냉매를 증발기에 공급할 수 있도록 하는 수단으로 상기 증발기의 냉각성능을 개선할 수 있도록 구성되는 냉동싸이클 시스템의 수액기 냉매액 온도저감방법 및 증발기 냉각성능 개선방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing the temperature of a refrigerant solution in a receiver of a refrigeration cycle system and a method for improving evaporator cooling performance, and more particularly, in a primary condenser and a secondary condenser installed in the middle of a refrigerant circulation line of a refrigeration cycle. As a means of mixing and storing the liquid refrigerant that is separately condensed and liquefied in the receiver, it is possible to reduce the temperature of the refrigerant liquid stored in the receiver, and most of the lower temperature liquid refrigerant that is secondarily condensed in the secondary condenser By supplying to the expansion valve side, the expansion valve rapidly expands the low-temperature liquid refrigerant to supply the misty refrigerant to the evaporator, and is configured to improve the cooling performance of the evaporator. It relates to a method for reducing the temperature of a refrigerant liquid and a method for improving evaporator cooling performance.
일반적으로 냉동싸이클 시스템은 식품이나 음료를 비롯하여 식품의 재료 및 음식물 등을 저온에서 장시간 보관하기 위한 냉장고나 냉동고 또는 높은 외기에 대하여 실내의 온도를 쾌적하게 유지하는데 이용되는 에어컨 및 냉장·냉동기기 등에 사용되고 있는 것으로 알려져 있다.In general, refrigerating cycle systems are used in refrigerators and freezers for storing food and beverages as well as food ingredients and food at low temperatures for a long time, or air conditioners and refrigerating and freezing equipment used to maintain a comfortable indoor temperature against high outdoor air. It is known that there are
상기와 같은 용도로 사용되는 냉동싸이클 시스템은 지구온난화로 인해 발생되는 미세먼지로 인하여 실외에 노출되도록 설치되는 응축기의 성능이 떨어지게 됨에 따라 압축기의 토출압력이 상승하게 되고, 이로 인해 압축기의 소요동력이 증가하게 될 뿐 아니라 냉동기의 효율이 저하되어 냉동기의 운전시간이 길어지게 되어 전기에너지의 소요비용이 증대하게 되며, 또한 압축기의 유지보수비용이 증가하게 되는 등 여러가지 문제점이 나타나게 된다.In the refrigeration cycle system used for the above purposes, as the performance of the condenser installed to be exposed to the outdoors deteriorates due to fine dust generated due to global warming, the discharge pressure of the compressor increases, and as a result, the required power of the compressor is reduced. In addition, the efficiency of the refrigerator is lowered, resulting in a longer operation time of the refrigerator, which increases the cost of electric energy and increases the maintenance cost of the compressor.
상기와 같은 문제점이 발생하게 되는 원인에 대하여 살펴 볼 것 같으면, 종래 기술의 냉동싸이클 시스템은 도 5의 도시와 같이 구성되어 있다.Looking at the cause of the above problems, the prior art refrigeration cycle system is configured as shown in FIG. 5.
즉, 종래 기술의 냉동싸이클 시스템은 증발기(140)에서 열교환매체(공기,물따위)와의 열교환작용으로 증발되는 저온저압의 냉매가스는 액분리기(150)를 거쳐 압축기(100)로 유입되며, 상기 압축기(100)로 유입되는 냉매가스는 고온고압으로 압축되어 토출되어 응축기(110)로 유입되며, 상기 응축기(110)으로 유입되는 고온고압의 냉매는 실외 공기와의 열교환작용으로 고온의 냉매액으로 응축되어 토출되며, 상기 응축기(110)에서 토출되는 고온의 냉매액은 수액기(120)에 유입되어 일시 저장되는데, 이때 상기 수액기(120)에 일시 저장되는 냉매액의 온도는 응축기(110)에서 토출되는 냉매액과 같은 온도를 유지하고 있는 상태이기 때문에 상기 응축기(110)에서 액상으로 응축되는 고온의 냉매액이 수액기(120)측으로 원활하게 순환하지 못하게 되는 현상이 나타나게 되며, 이와 같이 상기 응축기(110)에서 액상으로 응축되는 고온의 냉매액이 수액기(120)측으로 원환하게 순환될 수 있도록 하기 위해서는 상기 압축기(100)의 토출압력을 과도하게 증가시켜야 하기 때문에 압축기(100)의 동력을 높여야 하며, 이는 곧 압축기(100)의 동력이 과도하게 소요된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.That is, in the prior art refrigeration cycle system, the low-temperature and low-pressure refrigerant gas evaporated by heat exchange with a heat exchange medium (air, water, etc.) in the
또한 상기 수액기(120)에 저장되는 냉매액의 온도 및 압력이 높게 유지되는 상태로 팽창밸브(130)로 이송될 경우에는 상기 팽창밸브(130)로 유입되는 액상냉매의 온도가 높아져 증발기(140)의 냉각성능을 크게 떨어뜨리게 되는 문제를 유발시키게 된다.In addition, when the refrigerant liquid stored in the
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서는 응축기에서 응축 액화하는 액상냉매의 온도보다 수액기에 일시 저장되는 액상냉매의 온도가 낮은 상태로 저장될 경우에는 냉매액의 순환작용이 원활하게 이루어질 수 있을 뿐 아니라 팽창밸브로 유입되는 액상냉매의 온도를 낮아지도록 조절할 수 있게 되므로, 이를 위해 본 발명의 발명인은 응축기에서 응축 액화하는 액상냉매의 온도에 비하여 수액기에 일시 저장되는 액상냉매의 온도가 더 낮은 온도를 유지할 수 있도록 개선하기 위한 수단으로서, 선행기술-1(등록특허공보 제10-2350303호)을 제안한 바 있다.In order to solve the above problem, when the temperature of the liquid refrigerant temporarily stored in the receiver is lower than the temperature of the liquid refrigerant condensed and liquefied in the condenser, not only the circulation of the refrigerant can be smoothly performed, but also the expansion valve Since it is possible to adjust the temperature of the liquid refrigerant flowing into the receiver to be lowered, the inventors of the present invention for this purpose, compared to the temperature of the liquid refrigerant condensed and liquefied in the condenser, the temperature of the liquid refrigerant temporarily stored in the receiver to maintain a lower temperature As a means for improvement, prior art-1 (Patent Registration No. 10-2350303) has been proposed.
상기한 선행기술-1은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 압축기(200)에서 고온고압으로 압축되어 토출되는 기체냉매는 1차 응축기(210)로 유입되며, 상기 1차 응축기(210)에 유입되는 고온고압의 기체냉매는 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용을로 응축 액화되어 토출되며, 상기 1차 응축기(210)에서 토출되는 액상냉매는 수액기(220)에 일시 저장되고, 상기 수액기(220)에 일시 저장되는 액상냉매의 수면(w) 상부에 저장되는 가스상태의 기체냉매를 2차 응축기(230)으로 이송시켜 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용으로 응축 액화되어 다시 수액기(220)에 일시 저장되었다가 팽창밸브(240)로 공급되며, 상기 팽창밸브(240)은 수액기(220)로부터 공급되는 액상냉매를 급속 팽창시켜서 안개상태의 냉매를 증발기(250)로 공급하게 되고, 상기 증발기(250)로 공급되는 안개상태의 냉매가 주변의 열을 빼앗아 증발하는 과정에서 차갑게 냉각되는 공기를 실내로 송풍하는 에어컨 시스템으로 사용하거나 또는 많은 열을 빼앗아 주변 온도를 실온 이하의 적절한 온도로 냉각 및 냉동시키는 냉장 및 냉동 시스템으로 사용할 수 있도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 6, in the prior art-1 described above, the gaseous refrigerant compressed to a high temperature and high pressure in the
그런데, 상기한 선행기술-1(등록특허공보 제10-2350303호)의 경우는 압축기(200)에서 고온고압으로 압축되는 기체냉매를 응축 액화시키는 1차 응축기(210)에서 응축된 고온의 액상냉매를 수액기(220)에 일시 저장하게 되면, 상기 수액기(220)의 내부에 일시 저장되는 고온의 액상냉매는 가스상태의 기체냉매와 함께 저장되는 상태가 되는데, 이때 상기 수액기(220)의 하부에 저장되는 액상냉매는 2차 응축기(230)로 공급되지 않고 상기 수액기(220)의 수면(w) 상부에 저장되는 가스상태의 기체냉매가 2차 응축기(230)로 이송 공급되도록 구성되어 있기 때문에 상기 2차 응축기(230)에서 응축 액화되는 액상냉매의 응축량은 매우 적은 량으로 응축 액화될 수밖에 없게 된다. 이러한 이유로 인하여 상기 2차 응축기(230)에서 2차적으로 응축되는 액상냉매의 응축 액화량이 매우 적게 되므로 상기 2차 응축기(230)에서 2차적으로 응축 액화되는 액상냉매는 수액기(220)에 적은 량으로 공급되는 상태가 되기 때문이다.However, in the case of the prior art-1 (Patent Registration No. 10-2350303), the high-temperature liquid refrigerant condensed in the
따라서 상기 수액기(22)에는 1차 응축기(210)에서 1차적으로 응축 액화되는 많은 량의 1차 응축된 액상냉매와 2차 응축기(23)에서 2차적으로 응축 액화된 적은 량의 2차 응축된 액상냉매가 함께 저장 혼합되므로 상기 수액기(230)에 저장 혼합되는 액상냉매의 온도는 1차 응축기(210)에서 응축 액화되는 액상냉매의 온도에 비하여 상당한 온도 차이를 나타낼 정도로 낮아진 상태가 아니기 때문에 1차 응축기(210)에서 수액기(230)로 순환되는 냉매의 순환작용이 원활하지 못하고 냉매의 순환작용이 더디어지는 현상이 나타나게 될 우려가 있다.Therefore, in the
상기와 같은 종래 기술 및 선등록된 선행기술-1에서 나타나는 문제를 해결하고자 본 발명의 발명인은 선행기술-2(특허등록출원 제10-2022-0049809호)를 선출원으로 제안한 바 있다.In order to solve the above problems in the prior art and pre-registered prior art-1, the inventors of the present invention have proposed prior art-2 (Patent Registration No. 10-2022-0049809) as an earlier application.
상기한 선출원 선행기술-2는 도 7의 도시와 같이 폐회로를 구성하는 냉매순환라인(300)의 도중에 형성되어 있는 압축기(301)에서 압축되어 토출되는 고온고압의 기체냉매는 1차 응축기(302a)로 유입되며, 상기 1차 응축기(302a)에서는 고온고압의 기체냉매를 실외 공기와의 열교환작용으로 응축 액화되는 액상냉매를 수액기(303)에 일시 저장하고, 상기 수액기(303)에 저장되는 액상냉매는 냉매유량 증압펌프(304)로 펌핑하여 팽창밸브(305)로 이송시키고, 상기 팽창밸브(305)는 액상냉매를 급속 팽창시켜 안개상태의 냉매를 증발기(306)로 공급하게 되면, 상기 증발기(306)로 공급되는 안개상태의 냉매는 주변의 열교환매체(공기, 물 따위)로부터 열을 빼앗아 주변을 차갑게 냉각시키는 한편, 열을 빼앗는 과정에서 증발하여 저온저압의 기체냉매로 변하게 되며, 이렇게 저온저압으로 증발하는 기체냉매는 액분리기(307)를 거쳐 압축기(301)로 유입되어 고온고압으로 압축되는 과정을 반복 되풀이하도록 구성되어 있다.In the prior art prior art-2 described above, as shown in FIG. 7, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed and discharged from the
또한 상기한 선출원 선행기술-2는 상기 수액기(303)에 저장되는 액상냉매를 펌핑하여 팽창밸브(305)로 공급하도록 폐회로상으로 구성되어 있는 냉매순환라인(300)의 도중에 바이패스회로(308)를 연결하며, 상기 바이패스회로(308)에는 2차 응축기(302b)를 구성하는 한편, 상기 바이패스회로(308)에는 냉매유량 증압펌프(304)에 의해 팽창밸브(305)로 펌핑 공급되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 30~40%의 비율에 해당하는 액상냉매가 2차 응축기(302b)로 공급되는 냉매의 유량을 제어하기 위한 유량제어밸브(309)를 장설하였으며, 상기 2차 응축기(302b)에서 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용으로 응축 액화되는 액상냉매는 수액기(303)로 유입되도록 하여 상기 수액기(303)에는 1차 응축기(302a)에서 1차적으로 응축되는 액상냉매와 2차 응축기(302b)에서 2차적으로 응축 액화되는 액상냉매가 함께 저장되도록 함으로써 상기 수액기(303)에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시켜 팽창밸브(305)로 공급 이송시키는 수단으로, 상기 팽창밸브(305)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매를 증발기(306)에 공급함으로써 상기 증발기(306)의 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 구성한 것이다.In addition, the prior art-2 of the prior application described above is a bypass circuit (308) in the middle of the refrigerant circulation line (300) configured as a closed circuit to pump the liquid refrigerant stored in the receiver (303) and supply it to the expansion valve (305). ) is connected, and the secondary condenser (302b) is configured in the
상기와 같이 구성된 선출원 선행기술-2에서 수액기(304)에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시기는데 따른 실시예를 예측하여 살펴 볼 것 같으면, 예를 들어; 하절기의 실외 온도가 35℃일 때 상기 압축기(301)에서 고온고압의 압축되어 상기 1차 응축기(302a)의 입구로 유입되는 고온고압의 기체냉매 온도가 90℃이고, 1차 응축기(302a)에서 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용에 의하여 1차적으로 응축 액화되는 액상냉매의 온도가 45℃라고 가정할 경우, 상기 2차 응축기(302b)의 입구로 유입되는 액상냉매의 온도는 45℃로 유입되어 열교환매체와의 열교환작용으로 응축 액화되는 액상냉매의 온도는 37℃로 저감되어 수액기(303)에 저장되는 상태가 될 것이다.If the prior art-2 configured as described above predicts and looks at an embodiment according to reducing the temperature of the liquid refrigerant stored in the
따라서 상기한 선출원 선행기술-2는 상기 1차 응축기(302a)에서 1차적으로 응축 액화되는 45℃의 액상냉매와 상기 2차 응축기(302b)에서 2차적으로 응축 액화되는 37℃의 액상냉매가 함께 수액기(303)에 유입되어 혼합되므로, 이때 상기 수액기(303)에 저장되는 액상냉매는 대략 41℃로 저감된 온도를 유지하게 되므로 상기 1차 응축기(302a)에서 응축 액화되는 액상냉매의 온도(45℃)로보다는 높은 반면, 상기 수액기(303)에 저장되는 액상냉매의 온도(41℃)는 낮은 상태이므로 상기 1차 응축기(302a)에서 응축 액화되는 높은 온도(45℃)의 액상냉매는 그보다 낮은 온도(41℃)의 액상냉매가 저장되는 수액기(303)로 원활하게 순환될 수 있도록 하는 효과를 제공함으로써 압축기(301)를 과도하게 작동시키지 않도록 하여 압축기(301)의 소요동력을 절감시킬 수 있는 장점이 있는 것으로 가정할 수 있는 반면에, 상기 1차 및 2차 응축기(302a)(302b) 각각에서 응축 액화되는 높은 온도(45℃)의 액상냉매와 낮은 온도(37℃)의 액상냉매를 혼합하게 될 때, 상기한 높고 낮은 2종류 액상냉매의 온도편차에 대한 편찻값(41℃)의 액상냉매를 팽창밸브(305)에 공급함으로써 증발기(306)의 냉각성능을 어느 정도 향상시킬 수 있는 것으로 가정할 수 있겠지만, 상기 1차 및 2차 응축기(302a)(302b)에서 응축 액화되는 2종류의 높고 낮은 액상냉매 중 가장 낮은 온도(37℃)로 응축 액화되는 액상냉매를 팽창밸브(305)으로 공급하는 수단으로 증발기(306)의 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 개선하지 못하고 있는 것에 대한 아쉬움은 여전히 남아있게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.Therefore, in the prior art-2 of the prior application, the 45° C. liquid refrigerant that is primarily condensed and liquefied in the primary condenser (302a) and the 37° C. liquid refrigerant that is secondarily condensed and liquefied in the secondary condenser (302b) are together. Since it is introduced into the
본 발명은 상기와 같은 종래 기술 및 선행기술-1,2에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안한 것으로, 냉동싸이클 시스템의 1차 응축기에서 응축 액화되는 낮은 온도의 1차 응축 액상냉매를 수액기에 일시 저장토록 하며, 상기 수액기에 저장되는 액상냉매를 2차 응축기로 공급하여 더 낮은 온도로 응축 액화되는 2차 응축 액상냉매를 팽창밸브로 공급 이송시키는 수단으로 증발기의 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 하였으며, 또한 상기 2차 응축기에서 더 낮은 온도로 응축 액화되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 일부 20~30%의 비율에 해당하는 2차 응축 액상냉매를 수액기로 유입시키도록 함으로써 상기 수액기에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시킬 수 있는 냉동싸이클 시스템을 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.The present invention has been proposed to solve the various problems appearing in the prior art and prior art-1,2 as described above, and temporarily stores the low-temperature primary condensed liquid refrigerant condensed and liquefied in the primary condenser of the refrigeration cycle system in a receiver. The liquid refrigerant stored in the receiver is supplied to the secondary condenser to further improve the cooling performance of the evaporator by supplying the secondary condensed liquid refrigerant condensed and liquefied at a lower temperature to the expansion valve. In addition, the secondary condensation liquid refrigerant corresponding to some 20 to 30% of the total ratio of 100% of the liquid refrigerant condensed and liquefied at a lower temperature in the secondary condenser is introduced into the receiver, so that the liquid refrigerant stored in the receiver It was invented with the aim of providing a refrigeration cycle system capable of reducing the temperature of
본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,The present invention is a means for pursuing the above object,
냉매순환라인의 도중에 마련된 압축기와, 상기 압축기에서 고온고압으로 압축되어 토출되는 고온고압의 기체냉매를 고온등압의 액체로 만들기 위한 1차 응축기와, 상기 1차 응축기에서 응축 액화되어 토출되는 고온고압의 액상냉매를 일시저장하는 수액기와, 상기 수액기에 저장되는 액상냉매를 펌핑하여 팽창밸브측으로 공급하기 위한 냉매유량 증압펌프와, 상기 팽창밸브에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매로 하여금 외부 열교환매체가 가진 열을 빼앗는 열교환작용으로 증발되게 하는 과정에서 주위의 열을 흡수한 후 저온의 기체상태로 변환시키는 증발기와, 상기 증발기에서 외부 열교환매체와의 열교환작용으로 주위의 열을 빼앗아 증발하는 저온의 기체냉매에 함유되어 있는 액상냉매는 걸러내고 기체냉매를 압축기로 보내는 액분리기를 형성하고 있도록 구성되어 있으며, 상기 냉매유량 증압펌프에 의해 펌핑되는 액상냉매를 응축 액화하여 수액기에 저장하도록 구성되는 2차 응축기를 포함하고 있도록 구성되는 냉동싸이클 시스템에 있어서,A compressor provided in the middle of the refrigerant circulation line, a primary condenser for converting the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged after being compressed to a high-temperature and high-pressure in the compressor into a high-temperature, equal-pressure liquid, and a high-temperature and high-pressure condenser that is condensed and liquefied in the primary condenser and discharged. A receiver for temporarily storing the liquid refrigerant in the receiver, a refrigerant flow-increasing pump for pumping the liquid refrigerant stored in the receiver and supplying it to the expansion valve, and a misty refrigerant rapidly expanding in the expansion valve An evaporator that absorbs ambient heat and converts it into a low-temperature gaseous state in the process of evaporating by a heat exchange action that takes away heat; A secondary condenser configured to filter out the liquid refrigerant contained in the liquid refrigerant and form a liquid separator for sending the gaseous refrigerant to the compressor, condensing and liquefying the liquid refrigerant pumped by the refrigerant flow-increasing pump and storing it in a receiver In the refrigeration cycle system configured to include,
상기 수액기의 출구는 냉매유량 증압펌프의 입구라인에 연결되며, 상기 냉매유량 증압펌프의 출구라인은 2차 응축기의 입구라인에 연결되도록 구성하는 한편, 상기 2차 응축기의 출구라인은 팽창밸브의 입구라인에 연결되고, 상기 2차 응축기의 출구라인과 수액기는 바이패스라인으로 연결하는 수단으로, 상기 2차 응축기에서 응축 액화되는 액상냉매를 팽창밸브와 수액기 각각으로 공급하도록 구성하되, 상기 바이패스라인에 장설되는 유량제어밸브의 제어작동으로 상기 2차 응축기에서 응축 액화되어 출구라인으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30%의 비율에 해당하는 일부의 액상냉매가 상기 바이패스라인을 통해 수액기에 저장되도록 하는 한편, 상기 2차 응축기의 출구라인으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70~80%의 비율에 해당하는 대부분의 액상냉매는 팽창밸브로 공급할 수 있도록 하여 증발기의 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.The outlet of the receiver is connected to the inlet line of the refrigerant flow booster pump, and the outlet line of the refrigerant flow booster pump is configured to be connected to the inlet line of the secondary condenser, while the outlet line of the secondary condenser is connected to the expansion valve. It is connected to the inlet line, and means for connecting the outlet line of the secondary condenser and the receiver to a bypass line, configured to supply the liquid refrigerant condensed and liquefied in the secondary condenser to the expansion valve and the receiver, respectively, Some of the liquid refrigerant corresponding to a ratio of 20 to 30% of the total ratio of 100% of the liquid refrigerant discharged to the outlet line after being condensed and liquefied in the secondary condenser by the control operation of the flow control valve installed in the pass line While being stored in the receiver through the line, most of the liquid refrigerant corresponding to 70 to 80% of the total ratio of 100% of the liquid refrigerant discharged to the outlet line of the secondary condenser can be supplied to the expansion valve so that the evaporator It is characterized in that it is configured to improve the cooling performance of.
또한, 상기 바이패스라인에 장설되어 있는 유량제어밸브는 2차 응축기의 출구라인으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30% 비율에 해당하는 일부의 액상냉매를 통과시켜 수액기에 저장되도록 하며, 상기 출구라인으로 토출되는 액상냉매의 70~80%에 해당하는 대부분의 액상냉매는 팽창밸브로 이송시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the flow control valve installed in the bypass line passes some of the liquid refrigerant corresponding to 20 to 30% of the total ratio of 100% of the liquid refrigerant discharged to the outlet line of the secondary condenser to be stored in the receiver. And, it is characterized in that most of the liquid refrigerant corresponding to 70 to 80% of the liquid refrigerant discharged through the outlet line is configured to be transferred to the expansion valve.
또한, 상기 바이패스라인에 장설되어 있는 유량제어밸브는 2차 응축기의 출구라인으로 토출되는 액상냉매의 일부를 수액기에 유입시키도록 제어하는 수단으로 상기 수액기에는 1차 응축기에서 응축 액화되는 1차 응축 액상냉매와 2차 응축기에서 응축 액화되는 2차 응축 액상냉매가 함께 수액기에 저장 혼합되도록 하여 상기 수액기에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the flow control valve installed in the bypass line is a means for controlling a portion of the liquid refrigerant discharged through the outlet line of the secondary condenser to flow into the receiver, and in the receiver, the primary condenser liquefied in the primary condenser. It is characterized in that the condensed liquid refrigerant and the secondary condensed liquid refrigerant condensed and liquefied in the secondary condenser are stored and mixed in the receiver to reduce the temperature of the liquid refrigerant stored in the receiver.
본 발명에 의하면, 압축기에서 압축되는 고온고압의 기체냉매를 1차적으로 응축 액화시키는 1차 응축기에서 토출되는 1차 응축 액상냉매와 수액기에 저장되어 있는 액상냉매를 냉매유량 증압펌프로 펌핑하여 2차 응축기로 보내고, 상기 2차 응축기에서 응축 액화되어 토출되는 2차 응축 액상냉매를 수액기에 함께 저장하여 혼합시키는 방법으로 상기 수액기에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시키는 효과가 있으며, 또한 상기 수액기에서 저장되는 액상 냉매보다 더 낮은 온도로 응축 액화되는 2차 응축기에서 토출되는 액상냉매를 팽창밸브로 이송시킴으로써 증발기의 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있는 개선된 효과를 제공하는 장점이 있는 것이다.According to the present invention, the primary condensed liquid refrigerant discharged from the primary condenser for primarily condensing and liquefying the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed in the compressor and the liquid refrigerant stored in the receiver are pumped with a refrigerant flow-increasing pump to produce secondary It is a method of storing and mixing the secondary condensed liquid refrigerant sent to the condenser, condensed and liquefied in the secondary condenser and discharged together in the receiver, and has an effect of reducing the temperature of the liquid refrigerant stored in the receiver. By transferring the liquid refrigerant discharged from the secondary condenser, which is condensed and liquefied at a lower temperature than the stored liquid refrigerant, to the expansion valve, there is an advantage of providing an improved effect that can further improve the cooling performance of the evaporator.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 냉동싸이클 시스템의 1차 및 2차 응축기를 분리 구성한 회로구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예의 냉동싸이클 시스템의 1차 및 2차 응축기를 응축기본체에 병설하여 구성한 회로구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 냉동싸이클 시스템의 수액기에 액분리기를 삽입 설치하여 수액기를 이중 구조로 결합 구성한 회로구성도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 냉동싸이클 시스템의 수액기에 액분리기를 삽입 설치하여 수액기를 이중 구조로 결합 구성한 회로구성도.
도 5는 종래 기술의 냉동싸이클 시스템 회로구성도.
도 6은 선행기술-1의 냉동싸이클 시스템 회로구성도.
도 7은 선행기술-2의 냉동싸이클 시스템 회로구성도.1 is a circuit diagram in which primary and secondary condensers are separated in a refrigeration cycle system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a circuit configuration diagram in which primary and secondary condensers of a refrigeration cycle system according to a second embodiment of the present invention are arranged side by side with a condenser body.
3 is a circuit configuration diagram in which a liquid separator is inserted into the receiver of the refrigeration cycle system according to the first embodiment of the present invention and coupled to the receiver in a dual structure.
4 is a circuit configuration diagram in which a liquid separator is inserted into the receiver of the refrigeration cycle system according to the second embodiment of the present invention and coupled to the receiver in a dual structure.
5 is a circuit diagram of a prior art refrigeration cycle system;
6 is a circuit diagram of a refrigeration cycle system of Prior Art-1.
7 is a circuit diagram of a refrigeration cycle system of Prior Art-2.
본 발명에 의한 냉동싸이클 시스템의 수액기 냉매액 온도저감방법 및 증발기 냉각성능 개선방법에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.A detailed description of a method for reducing the temperature of a refrigerant liquid in a receiver and a method for improving evaporator cooling performance of a refrigeration cycle system according to the present invention is described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1의 도시는 본 발명의 제1 실시예의 냉동싸이클 시스템의 회로구성도를 나타낸 것으로, 냉동싸이클은 폐회로를 형성하도록 구성되는 냉매순환라인(10)의 도중에 마련된 압축기(1)의 출구라인(11)은 1차 응축기(2a)의 입구라인(21)에 연결되도록 구성되어 있으며, 상기 1차 응축기(2a)의 출구라인(22)은 수액기(3)의 입구(31)에 연결되어 있도록 구성되어 있다.1 is a circuit diagram of the refrigerating cycle system of the first embodiment of the present invention, the refrigerating cycle is an
상기 제1 실시예의 수액기(3)의 출구(32)는 냉매유량 증압펌프(4)의 입구라인(41)에 연결되고, 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 출구라인(42)은 2차 응축기(2b)의 입구라인(23)에 연결되도록 구성되어 있으며, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)은 팽창밸브(5)의 입구라인(51)에 연결되도록 구성되어 있다.The
상기 제1 실시예의 팽창밸브(5)의 출구라인(52)은 증발기(6)의 입구라인(61)에 연결되고, 상기 증발기(6)의 출구라인(62)은 액분리기(7)의 입구(71)에 연결되고, 상기 액분리기(7)의 출구(72)는 압축기(1)의 입구라인(12)에 연결되도록 구성되어 있으며, 상기 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되어 증발기(6)로 공급되는 안개상태의 냉매는 팽창밸브(5)의 입구라인(51)으로 유입되는 액상냉매의 온도가 낮으면 낮을수록 상기 증발기(6)의 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 구성되어 있다.The
따라서 본 발명의 제1 실시예의 냉동싸이클의 특징은, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)에 연결되는 바이패스라인(8)으로 수액기(3)에 연결하는 구성으로 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 낮은 온도의 액상냉매를 팽창밸브(5)로 공급하는 동시에 수액기(3)에도 공급 저장할 수 있도록 구성함에 있어, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 낮은 온도의 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30%의 비율에 해당하는 일부의 액상냉매는 수액기(3)에 저장하도록 하는 한편, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 낮은 온도의 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70~80%에 해당하는 대부분의 액상냉매는 팽창밸브(5)로 공급할 수 있도록 구성한 것에 특징이 있다.Therefore, the feature of the refrigeration cycle of the first embodiment of the present invention is that the
이를 위해, 상기 바이패스라인(8)에는 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30%에 해당하는 액상냉매 일부만 바이패스라인(8)을 통해 수액기(3)에 유입 저장시킬 수 있도록 상기 2차 응축기(2b)에서 토출되는 액상냉매의 유속이나 압력 등을 감지하여 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30%의 비율에 해당하는 액상냉매 일부를 수액기(3)로 유입 저장시키도록 하는 동시에 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70~80%의 비율에 해당하는 액상냉매 대부분을 팽창밸브(5)로 공급 이송시키도록 조절하는 제어기능을 가지고 있는 유량제어밸브(9)가 설치되어 있다.To this end, only a part of the liquid refrigerant corresponding to 20 to 30% of the total ratio of 100% of the liquid refrigerant discharged to the
또한 상기 수액기(3)의 출구(32)에는 냉매유량 증압펌프(4)의 펌핑작동에 의하여 수액기(3)에 저장되는 액상냉매를 펌핑하기 위하여 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매의 수면(w)에 잠긴 상태로 연장되는 연장흡입단(32a)이 형성되어 있다.In addition, the liquid refrigerant stored in the
또한 상기 바이패스회로(8)에는 수액기(3)에 저장되어 있는 냉매의 역류를 차단하기 위한 일방향 체크밸브(81)가 장설되어 있는 바, 상기 일방향 체크밸브(81)는 냉매유량 증압펌프(4)가 작동하지 아니할 경우 수액기(3)에 저장되어 있는 가스상태의 냉매가 역류하지 못하도록 차단하는 기능을 가지고 있다.In addition, a one-
도 2의 도시는 본 발명의 제2 실시예의 냉동싸이클 시스템의 회로구성도를 나타낸 것으로, 상기 제2 실시예의 냉동싸이클 시스템은 하나의 응축기본체(2)에 상기 1차 및 2차 응축기(2a)(2b)를 병설하여 구성한 점이 제1 실시예와 다를 뿐 그 외의 구성은 대동소이하다. 따라서 제2 실시예의 냉동싸이클 시스템을 설명함에 있어 제1 실시예의 구성과 동일 유사한 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 하며, 다만 폐회로를 형성하기 위한 냉매순환회로(10)의 연결 구성에 대해서 간략하게 설명하면 다음과 같다.Figure 2 shows a circuit diagram of the refrigeration cycle system of the second embodiment of the present invention, the refrigeration cycle system of the second embodiment includes the primary and
또한 상기 제2 실시예의 냉동싸이클 시스템은 제1 실시예와 비교하여 볼 때 동일한 구성에 대해서는 같은 명칭 및 같은 부호를 사용하여 설명하기로 한다.In addition, the refrigeration cycle system of the second embodiment will be described using the same names and reference numerals for the same components as compared to the first embodiment.
즉, 제2 실시예의 냉동싸이클 시스템은 하나의 응축기본체(2) 내부에 1차 및 2차 응축기(2a)(2b)를 함께 병설하여 구성한 것으로, 상기 압축기(1)의 출구라인(11)은 상기 1차 응축기(2a)의 입구라인(21)에 연결되어 있으며, 상기 1차 응축기(2a)의 출구라인(22)은 상기 수액기(3)의 입구(31)에 연결되어 있다.That is, the refrigeration cycle system of the second embodiment is configured by juxtaposing primary and
또한 상기 제2 실시예의 수액기(3)의 출구(32)는 냉매유량 중압펌프(4)의 입구라인(41)에 연결되고, 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 출구라인(42)은 2차 응축기(2b)의 입구라인(23)에 연결되어 있으며, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)은 팽창밸브(5)의 입구라인(51)에 연결되는 구조로 냉매순환라인(10)을 형성하도록 구성되어 있다.In addition, the
또한 상기 제2 실시예의 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)에는 액상냉매의 일부를 수액기(3)에 공급하기 위한 바이패스라인(8)이 연결되어 있으며, 상기 바이패스라인(8)에는 2차 응축기(2b)에서 토출되는 액상냉매의 일부를 수액기(3)로 공급되도록 제어하기 위한 유량제어밸브(9)가 장설되어 있다.In addition, a
또한 상기 제2 실시예의 바이패스라인(8)에도 수액기(3)에 저장되는 냉매의 역류를 방지하기 위한 일방향 체크밸브(81)가 장설되어 있다.In addition, a one-
상기 제2 실시예의 유량제어밸브(9)는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 유속이나 압력 등을 감지하여 상기 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30%의 비율에 해당하는 일부의 액상냉매를 수액기(3)로 공급하도록 하는 한편, 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70~80%의 비율에 해당하는 대부분의 액상냉매는 팽창밸브(5)로 공급할 수 있도록 제어하는 기능을 가지고 있다.Like the first embodiment, the
또한 상기 제2 실시예의 팽창밸브(5)는 2차 응축기(2b)에서 토출 이송되는 액상냉매를 급속 팽창시켜 증발기(6)로 공급하는데, 이때 상기 팽창밸브(5)의 입구라인(51)으로 유입되는 액상냉매의 온도가 낮으면 낮을수록 팽창밸브(5)에 의하여 급속 팽창되는 안개상태의 냉매는 증발기(6)의 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 증발기(6)로 공급되는 안개상태의 냉매는 외부의 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용으로 열을 빼앗아 증발하는 과정에서 열을 흡수하여 주의를 차갑게 냉각시키게 된다.In addition, the
또한 상기 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매는 팽창밸브(5)의 입구라인(51)으로 유입되는 액상냉매의 온도가 낮으면 낮을수록 증발기(6)의 냉각성능을 더욱 향상시키는 특징을 나타내게 된다.In addition, the refrigerant in a fog state rapidly expanded in the
따라서 본 발명의 제2 실시예의 냉동싸이클 역시, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)에 연결되는 바이패스라인(8)으로 수액기(3)에 연결하는 구성으로 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 낮은 온도의 액상냉매를 팽창밸브(5)로 공급하는 동시에 수액기(3)에도 공급 저장할 수 있도록 구성함에 있어, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 낮은 온도의 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30%의 비율에 해당하는 일부의 액상냉매를 수액기(3)에 저장하도록 구성되어 있는 한편, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 낮은 온도의 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70-80%에 해당하는 대부분의 액상냉매를 팽창밸브(5)로 공급하도록 구성되어 있다.Therefore, the refrigeration cycle of the second embodiment of the present invention is also configured to connect to the
도 3 및 도 4의 도시는 본 발명의 제3 및 제4 실시예의 냉동싸이클 시스템의 회로도를 도시한 것으로, 상기 제3 및 제 4 실시예의 냉동싸이클은 상기 수액기(3)의 내부에 액분리기(7)을 삽입 설치하는 구성으로서, 상기 액분리기(7)는 증발기(6)에서 주변으로부터 열을 흡수하고 증발하는 저온의 기체냉매가 입구(71)로 유입되어 수액기(3)에 저장되는 액상냉매와 열교환작동을 수행하는 상태로 이동하면서 출구(72)를 통해 압축기(1)로 유입되게 하는 구성에 대해서만 전술한 제1 및 제2 실시예와 다른 차이만 나타낼 뿐 그외의 각 구성 요소 및 연결 구성은 대동소이 하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.3 and 4 show circuit diagrams of the refrigerating cycle systems of the third and fourth embodiments of the present invention, the refrigeration cycles of the third and fourth embodiments include a liquid separator inside the
한편, 상기한 제1 내지 제4 실시예 각각의 냉동싸이클 시스템의 냉매순환라인(10)에는 냉매유량 증압펌프(4)의 입구라인(41)과 출구라인(42) 사이에는 입구라인(41)으로 유입되는 액상냉매의 압력과 출구라인(42)으로 유출되는 액상냉매의 압력이 설정된 압력으로 유입 및 유출되는지를 비교 측정하기 위한 압력측정감지기(4a)가 구비되어 있으며, 또한 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 팽창밸브(5)의 입구라인(51) 사이에는 냉매순환라인(10)으로 순환하는 액상냉매에 함유되어 있는 이물질을 걸러내기 위한 드라이어(11)와 입력된 신호에 따라 자동으로 개폐되는 전자밸브(12) 등이 장설되어 있다.On the other hand, in the
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 내지 제4 실시예 각각의 냉동싸이클에 대한 작용효과는 대동소이하므로, 제1 실시예의 냉동싸이클에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같으며, 제2 내지 제4 실시예의 냉동싸이클에 대해서는 간략하게 설명하기로 한다.Since the action and effect of each of the refrigeration cycles of the first to fourth embodiments of the present invention configured as described above are the same, the specific description of the refrigeration cycle of the first embodiment is as follows, and the second to fourth embodiments of the present invention The refrigeration cycle will be briefly described.
먼저, 상기 제1 실시예의 냉동싸이클에 대하여 설명할 것 같으면, 냉매순환라인(10)의 도중에 마련된 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되는 고온고압의 기체 냉매는 출구라인(11)으로 토출되어 1차 응축기(2a)의 입구라인(21)을 통해 상기 1차 응축기(2a)로 유입되어 외부의 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용으로 응축 액화되어 출구라인(22)으로 토출되며, 상기 출구라인(22)으로 토출되는 1차 응축 액상냉매는 수액기(3)의 입구(31)를 통해 상기 수액기(3)에 일시 저장된다.First, if the refrigeration cycle of the first embodiment is described, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant compressed to a high temperature and high pressure in the
상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매는 냉매유량 중압펌프(4)의 펌핑작동에 의해 연장흡입단(32a)으로 흡입되어 출구(32)를 통해 냉매유량 증압펌프(4)의 입구라인(41)으로 펌핑 공급되어 출구라인(42)으로 토출되며, 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 출구라인(42)으로 토출되는 액상냉매는 2차 응축기(2b)의 입구라인(23)을 통해 상기 2차 응축기(2b)로 유입되어 외부의 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용으로 응축 액화되는데, 이때 상기 1차 응축기(2b)에서 응축되는 액상냉매는 상기 수액기(3)에 일시 저장되는 액상냉매의 온도보다 더 낮은 온도로 응축 액화되는 상태가 되는데, 이에 대한 구체적인 이유는 후술하기로 한다.The liquid refrigerant stored in the
상기 2차 응축기(2b)에서 2차적으로 응축 액화되는 낮은 온도의 액상냉매는 출구라인(24)으로 토출되어 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 통해 상기 팽창밸브(5)로 유입되며, 이와 같이 상기 팽창밸브(5)의 입구라인(51)으로는 수액기(3)에 저장되는 액상냉매를 2차 응축기(2b)에서 더 낮은 온도로 응축 액화되는 액상냉매가 유입되는 것이므로, 결국 상기 2차 응축기(2b)에서 응축되는 액상냉매는 수액기(3)에 저장 혼합되는 액상냉매보다 더 낮은 온도로 응축 액화되는 상태로 팽창밸브(5)의 입구라인(51)으로 유입되어 급속 팽창되며, 이와 같이 더 낮은 온도로 응축되어 팽창밸브(5)의 입구라인(51)을 통해 유입되는 액상냉매는 상기 팽창밸브(5)에 의해 급속 팽창되어 안개상태의 냉매로 변하여 증발기(6)에 공급되는 것이며, 이에 따라 상기 팽창밸브(5)는 수액기(3)에 저장되는 액상냉매가 한번 더 응축되는 2차 응축기(2b)에 의해 2차적으로 응축되어 더 낮은 온도로 액화되는 액상냉매를 급속 팽창시킨 안개상태의 냉매를 증발기(6)에 공급하게 됨으로써 상기 증발기(6)는 냉각성능을 크게 향상시키게 된다.The low-temperature liquid refrigerant secondarily condensed and liquefied in the
따라서 상기와 같이 2차 응축기(2b)에 의하여 수액기(3)에 저장되는 액상냉매보다 더 낮은 온도로 응축 액화되는 액상냉매가 유입되는 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매를 공급받게 되는 상기 증발기(6)는 외부의 열교환매체(공기, 물 따위)와의 열교환작용으로 열을 빼앗는 냉각성능이 한층 향상되는 효과를 기대할 수 있게 된다.Therefore, as described above, the secondary condenser (2b) supplies the refrigerant in a fog state that rapidly expands in the expansion valve (5) into which the liquid refrigerant condensed and liquefied at a lower temperature than the liquid refrigerant stored in the receiver (3) flows. The
상기와 같이 2차 응축기(2b)에서 2차적으로 응축되어 더 낮은 온도로 응축액화되는 액상냉매가 유입되는 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매를 공급받는 증발기(6)의 냉각성능은 한층 향상되는 것이며, 상기 증발기(6)에서 열교환작용으로 주의의 열을 빼앗고 증발하는 저온저압의 기체냉매는 액분리기(7)의 입구(71)로 유입되어 출구(71)를 통해 압축기(1)의 입구라인(12)으로 유입되어 상기 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 출구라인(11)으로 토출되는 작동을 반복 되풀이하게 된다.As described above, the cooling performance of the
상기와 같이 구성되는 제1 실시예의 냉동싸이클을 하절기에 적용하여 실험한 실시예에 대하여 설명하면 다음과 같다.An example of an experiment conducted by applying the refrigeration cycle of the first embodiment configured as described above to the summer season will be described as follows.
하절기의 실외 온도가 35℃일 때 에 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되는 기체냉매가 1차 응축기(2a)의 입구라인(21)으로 유입되어 외부 열교환매체와의 열교환작용으로 응축 액화되어 출구라인(22)으로 토출되는 액상냉매가 45℃의 온도로 응축 액화되어 수액기(3)의 입구(31)로 유입 저장된다고 가정할 경우, 이에 따라 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매는 45℃의 온도를 유지하게 되는 한편, 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 펌핑작동에 의하여 출구(32)로 토출되는 액상냉매는 냉매유량 증압펌프(4)의 출구라인(42)이 연결되는 2차 응축기(2b)의 입구라인(23)을 통하여 상기 2차 응축기(2b)로 유입되어 외부의 열교환매체와 열교환하는 작용에 의하여 응축 액화되며, 이와 같이 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 액상냉매는 입구라인(23)으로 유입될 때의 액상냉매 온도(45℃)보다 더 낮은 온도인 37℃의 온도로 응축 액화되어 출구라인(24)으로 토출되는데, 이때 상기한 출구라인(24)으로 토출되는 37℃의 액상냉매는 바이패스라인(8)에 장설되어 있는 유량제어밸브(9)에 의해 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매의 100% 전체 비율 중 20~30%에 해당하는 일부의 액상냉매는 바이패스라인(8)을 통해 수액기(3)에 유입 저장되고, 70~80%에 해당하는 대부분의 액상냉매는 팽창밸브(5)로 이송 공급되는 것으로 가정할 수 있다.When the outdoor temperature in the summer season is 35 ℃, the gaseous refrigerant compressed to high temperature and high pressure in the compressor (1) flows into the inlet line (21) of the primary condenser (2a), condenses and liquefies through heat exchange with the external heat exchange medium, and Assuming that the liquid refrigerant discharged through the
따라서 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매는 1차 응축기(2a)에서 1차 응축 액화되는 45℃의 액상냉매와 2차 응축기(2b)에서 2차 응축 액화되는 37℃의 액상냉매가 함께 혼합 저장되는 상태가 되며, 이에 따라 상기 수액기(3)에 혼합 저장되는 액상냉매는 45℃의 액상냉매와 37℃의 액상냉매의 편찻값인 41℃의 액상냉매가 저장되는 상태가 되며, 상기 수액기(3)에 저장되는 41℃의 액상냉매는 냉매유량 증압펌프(4)의 펌핑작동에 의하여 2차 응축기(2b)로 이송되는데, 이때 상기 2차 응축기(2b)에 이송되는 41℃의 액상냉매는 외부의 열교환매체와의 열교환작용으로 응축되는 과장에서 41℃보다 더 낮은 온도의 37℃로 액화되며, 이같이 더 낮은 온도로 액화되는 37℃의 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70~80%의 액상냉매 대부분은 팽창밸브(5)의 입구라인(51)로 이송 유입되는 상태가 되므로, 상기 팽창밸브(5)는 2차 응축기(2b)에서 더 낮은 온도로 응축 액화되는 37℃의 액상냉매를 급속 팽창시킨 안개상태의 냉매를 증발기(6)로 공급하게 되므로, 이와 같이 상기 2차 응축기(2b)에 의하여 더 낮은 온도(37℃)로 응축 액화되는 액상냉매를 팽창밸브(5)에서 급속 팽창되는 안개상태의 냉매를 공급받게 되는 증발기(6)는 주변으로부터 열을 흡수하여 주위를 냉각시키는 냉각성능이 크게 향상되는 효과를 나타내는 것으로 가정할 수 있는 것이다.Therefore, the liquid refrigerant stored in the
다음, 제2 실시예의 냉동싸이클의 경우는 1차 및 2차 응축기(2a)(2b)가 하나의 응축기본체(2)에 병설 구성된 점에서만 제1 실시예와 차이를 나타내고 있을 뿐 상기 1차 응축기(2a)에서 응축 액화되는 액상냉매와 상기 2차 응축기(2b)에서 응축액화되는 액상냉매를 수액기(3)에 함께 저장하여 혼합하는 구성으로 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시키는 수단과, 상기 2차 응축기(2b)에서 더 낮은 온도로 응축 액화되는 액상냉매의 전체 비율 증 70~80%인 대부분의 액상냉매를 팽창밸브(5)로 공급하는 구성 등에 대해서는 전술한 제1 실시예와 대동소이한 작용효과를 나타내는 것으로 판단할 수 있다.Next, in the case of the refrigeration cycle of the second embodiment, the primary and secondary condensers (2a) (2b) show a difference from the first embodiment only in that the primary and secondary condensers (2a) (2b) are arranged side by side in one condenser body (2), and the primary condenser The liquid refrigerant condensed and liquefied in (2a) and the liquid refrigerant condensed and liquefied in the secondary condenser (2b) are stored together in the receiver (3) and mixed, and the temperature of the liquid refrigerant stored in the receiver (3) The means for reducing the and the configuration of supplying most of the liquid refrigerant, which is 70 to 80% of the total ratio of the liquid refrigerant condensed and liquefied at a lower temperature in the secondary condenser (2b) to the expansion valve (5), etc. It can be judged that it exhibits the same function and effect as the first embodiment.
또한 제3 및 제4 실시예의 냉동싸이클은 증발기(6)에서 주변의 열을 흡수하여 증발하는 기체냉매가 유입되는 액분리기(7)를 수액기(3)의 내부 삽입 설치한 구성부분에 대해서만 제1 및 제2 실시예와 차이를 나타내고 있을 뿐 상기 1차 응축기(2a)에서 응축 액화되는 액상냉매와 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 액상냉매를 수액기(3)에 함께 저장 및 혼합하는 구성으로 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시키는 수단과 상기 2차 응축기(2b)에서 더 낮은 온도로 응축 액화되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70~80%의 비율에 해당하는 대부분의 액상냉매는 팽창밸브(5)로 공급되도록 하고, 20~30%의 비율에 해당하는 액상냉매를 수액기(3)에 공급하는 구성으로 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시키는 수단에 대해서는 전술한 제1 및 제2 실시예와 대동소이한 작용효과를 나타내고 있는 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In addition, in the refrigeration cycles of the third and fourth embodiments, the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 제1 내지 제4 실시예와 같이 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 토출되는 고온고압의 기체냉매를 응축하는 1차 응축기(2a)에서 응축 액화되는 높은 온도(45℃)의 액상냉매와 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되는 낮은 온도(37℃)의 액상냉매를 수액기(3)에 함께 저장하여 혼합시킴으로써 상기 수액기(3)에 저장되는 액상냉매의 온도를 저감시키는 효과가 있으며, 특히 상기 2차 응축기(2b)에서 낮은 온도(37℃)로 응축 액화되는 액상냉매의 대부분을 팽창밸브(5)로 이송 공급하여 급속 팽창시킨 안개상태의 냉매를 증발기(6)에 공급하도록 구성함으로써 상기 증발기(6)의 냉각성능을 크게 향상시킬 수 있도록 개선시키는 작용효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention, as in the first to fourth embodiments, the high temperature and high pressure condensed and liquefied in the
본 발명은 각종 산업현장에 설치되는 냉동싸이클 시스템에 적용할 경우 압축기의 소요동력을 절감시킬 수 있을 뿐 아니라 증발기의 냉각성능을 크게 개선할 수 있으므로 실내의 온도를 쾌적하게 유지하기 위한 에어컨 및 냉장·냉동기기 등 증발기의 냉각성능을 증대시키는 효과가 있으며, 또한 본 발명을 자동차, 기차, 선박 및 비행기 등에 적용할 경우에는 연료로 사용하는 기름이나 가스 등의 연료에너지 및 전기에너지를 절약하는 효과와 함께 증발기의 냉각성능을 크게 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.When the present invention is applied to refrigeration cycle systems installed in various industrial sites, it is possible to reduce the required power of the compressor and greatly improve the cooling performance of the evaporator, so that air conditioners and refrigeration and It has the effect of increasing the cooling performance of evaporators such as refrigerators, and also saves fuel energy such as oil or gas and electric energy when the present invention is applied to automobiles, trains, ships, and airplanes. The effect of greatly improving the cooling performance of the evaporator can be expected.
1 : 압축기 10 : 냉매순환라인
2 : 응축기본체 2a : 1차 응축기
2b : 2차 응축기 3 : 수액기
4 : 냉매유량 증압펌프 5 : 팽창밸브
6 : 증발기 7 : 액분리기
8 : 바이패스라인 81 : 일방향 체크밸브
9 : 유량제어밸브1: compressor 10: refrigerant circulation line
2: condensation
2b: secondary condenser 3: receiver
4: refrigerant flow rate boosting pump 5: expansion valve
6: evaporator 7: liquid separator
8: bypass line 81: one-way check valve
9: flow control valve
Claims (3)
상기 수액기(3)의 출구(32)는 냉매유량 증압펌프(4)의 입구라인(41)에 연결되며, 상기 냉매유량 증압펌프(4)의 출구라인(42)은 2차 응축기(2b)의 입구라인(23)에 연결되도록 구성하는 한편, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)은 팽창밸브(5)의 입구라인(51)에 연결되고, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)과 수액기(3)는 바이패스라인(8)으로 연결하는 수단으로, 상기 2차 응축기(2b)에서 응축액화되는 액상냉매를 팽창밸브(5)와 수액기(3) 각각으로 배분하여 공급하도록 구성하되, 상기 바이패스라인(8)에 장설되는 유량제어밸브(9)의 제어작동으로 상기 2차 응축기(2b)에서 응축 액화되어 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 20~30%의 비율에 해당하는 액상냉매가 상기 바이패스라인(8)을 통해 수액기(3)에 저장되도록 하는 한편, 상기 2차 응축기(2b)의 출구라인(24)으로 토출되는 액상냉매 100%의 전체 비율 중 70~80%에 해당하는 액상냉매를 팽창밸브(5)로 이송 공급할 수 있도록 구성하여 증발기(6)의 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉동싸이클 시스템의 수액기 냉매액 온도저감방법을 이용한 증발기 냉각성능 개선방법.A compressor 1 provided in the middle of the refrigerant circulation line 10, a primary condenser 2a for converting the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged after being compressed to a high-temperature and high-pressure in the compressor into a high-temperature, equal-pressure liquid, and the primary condenser 2a. A receiver (3) for temporarily storing high-temperature and high-pressure liquid refrigerant condensed and liquefied in the condenser and discharged, and a refrigerant flow-increase pump (4) for pumping and supplying the liquid refrigerant stored in the receiver to the expansion valve (5) An evaporator ( 6) and a liquid separator (7) that filters out the liquid refrigerant contained in the low-temperature gaseous refrigerant that evaporates by taking heat from the surroundings by heat exchange action with an external heat exchange medium in the evaporator and sends the gaseous refrigerant to the compressor (1) It is configured to form, and is configured to include a secondary condenser (2b) configured to condense and liquefy the liquid refrigerant pumped by the refrigerant flow-increasing pump (4) and store it in the receiver (3) Refrigeration cycle system in
The outlet 32 of the receiver 3 is connected to the inlet line 41 of the refrigerant flow booster pump 4, and the outlet line 42 of the refrigerant flow booster pump 4 is connected to the secondary condenser 2b. While configured to be connected to the inlet line 23 of the secondary condenser 2b, the outlet line 24 is connected to the inlet line 51 of the expansion valve 5, and the secondary condenser 2b The outlet line 24 and the receiver 3 are connected to the bypass line 8, and the liquid refrigerant condensed and liquefied in the secondary condenser 2b is transferred to the expansion valve 5 and the receiver 3, respectively. The liquid refrigerant 100 condensed and liquefied in the secondary condenser (2b) and discharged to the outlet line (24) by the control operation of the flow control valve (9) installed in the bypass line (8). The liquid refrigerant corresponding to a ratio of 20 to 30% of the total ratio of % is stored in the receiver 3 through the bypass line 8, while the outlet line 24 of the secondary condenser 2b Characterized in that it is configured to improve the cooling performance of the evaporator (6) by configuring the liquid refrigerant corresponding to 70 to 80% of the total ratio of 100% of the liquid refrigerant discharged to the expansion valve (5) A method for improving evaporator cooling performance using a method for reducing the temperature of a refrigerant liquid in a receiver of a refrigeration cycle system.
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Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |