KR19980013863A - 냉장고의 제상후 전력소비 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 냉매순환배관 중에서 일부를 개선하여 제상작동에 따른 열량소비를 최소화 하는 냉장고의 제상후 전력소비 저감장치에 관한 것이다.

본 발명은 일단이 컴푸레서(11)의 흡입구에 연결되고, 타단이 응축기(12) 및 드라이어(13) 사이에 연결되는 바이패스관(24)과; 싱기 응축기(12)·드라이어(13)·바이패스관(24)에 연결되고, 응축기(12)의 유로를 증발기(15) 또는 컴푸레서(11) 중 어느 하나로 연통시키는 전자 3방변(22)을 포함한다.

이에 따라, 본 발명은 냉장고의 냉매순환배관을 개선하여 응축기로 가는 냉매를 바이패스 시킴으로써, 제상작동중 불필요한 열량손실을 줄이고 냉동실의 온도상승도 억제하여 제상후 전력소비를 절감하는 효과가 있다.

Description

냉장고의 제상후 전력소비 저감장치

제1도는 종래의 냉장고의 냉매순환을 나타내는 배관도.

제2도는 본 발명에 따른 냉장고의 냉매순환을 나타내는 배관도.

제3도는 제2도에 따른 소비열량의 비교설명을 위한 예시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 컴푸레서12 : 응축기

13 : 드라이어14 : 모세관

15 : 증발기(냉각기)16 : 제상히터

22 : 전자 3방변24 : 바이패스관

24 : 체크밸브e : 증방기본체

r : 냉매f : 성에

Qe/ Qr/ Qf : 열량(증발기 본체/냉매/성에)

m : 질량

본 발명은 냉장고의 냉매순환배관에 관한 것으로서, 상세하게는 냉장고의 냉매순환배관 중에서 일부를 개선하여 제상작동에 따른 열량소비를 최소화 하는 냉장고의 제상후 전력소비 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 전방의 도어를 통하여 접근할 수 있고 후방의 냉매순환 배관장치에 의하여 소정의 온도로 제어되는 냉장실, 냉동실, 기타 기능실 등으로 구성되고, 사용자는 식품의 최적 저장온도 또는 용도에 따라 적절한 공간을 이용하고 있다.

제1도는 종래의 냉장고의 냉매순환을 나타내는 배관도가 도시된다.

통상 냉장고에서 흡열/방열을 위한 냉매순환은 컴푸레서(11)→응축기(12)→드라이어(13)→모세관(14)→증발기(15) 순으로 구성되는 배관에서 이루어진다.

컴푸레서(11)는 밀폐된 캔 내부에 모터·피스톤·밸브 등을 지니고, 모터의 회전력으로 편시캠 운동에 의한 피스톤의 왕복운동을 유발시켜 흡·배기 밸브를 통해 냉매를 소정의 압력으로 토출한다. 고온고압(약 120℃, 12㎏/㎠)의 냉매를 송출하는 컴푸레서(11)는 통상 냉장고에서 많은 전력을 소모하는 부분의 하나이다.

응축기(12)는 방열에 의한 냉각작용으로 고온고압의 냉매의 잠열을 빼앗아 냉매를 응축(액화)시키고, 드라이어(13)는 액체와 기체를 분리시킨 후 액체 상태의 냉매를 모세관(14)을 통하여 보내고, 증발기(15)는 액체 상태의 냉매가 저온저압의 무상(霧狀)으로 되면서 주위의 잠열을 흡수한다.

이때, 증발기(15) 주변의 공기가 이슬점 이하로 되면서 방출되는 수분은 여하 30℃로 유지되는 증발기(15) 표면에서 성에로 발달한다. 성에를 제거하기 위해 증발기(15)의 하부에는 제상히터(16)를 설치하고, 통상 컴푸레서(11)의 적산운전시간을 감지하여 일정한 주기(예컨대 약 6시간 30분)로 제상히터(16)를 가동하는 강제적인 제상을 수행한다.

제상작동시 컴푸레서(11)는 정지되고 증발기(15)에 맺힌 성에가 제상히터(16)에 의해 녹는다. 제상온도가 약 13℃에 이르면 제상히터(16)는 오프되고 컴푸레서(11)가 다시 가동하여 정상적인 냉매순환을 시작한다. 제상작동시 컴푸레서(11)가 정지된 상태에서도 응축기(12)에 있던 고압(약 12기압)의 냉매가 모세관(14)을 통하여 계속적으로 저압(약 1기압)인 증발기(15)에 유입된다.

제상작동중 이러한 냉매의 유동은 제상히터(16)의 발열량의 일부를 흡수하여 불필요하게 가열되므로, 제상히터(16)의 비효율적인 이용에 따라 제상시간이 길어지고 냉동실이 온도를 상승시킨다. 이에 따라, 냉동실 내의 식품을 변질시킬 우려가 있을 뿐아니라 소비전력을 증대시키는 결점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 결점을 보완하기 위한 것으로서, 냉장고의 냉매순환배관을 개선하여 제상작동중 불필요한 열량손실을 줄이고 냉동실의 온도 상승도 억제하는 냉장고의 제상후 전력소비 저감장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일단이 컴푸레서(11)의 흡입구에 연결되고, 타단이 응축기(12) 및 드라이어(13) 사이에 연결되는 바이패스관(24)과; 상기 응축기(12)·드라이어(13)·바이패스관(24)에 연결되고, 응축기(12)의 유로를 증발기(15) 또는 컴푸레서(11) 중 어느 하나로 연통시키는 전자 3방변(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상후 전력소비 저감장치를 제공한다.

이때, 상기 바이패스관(24)은 상기 냉매순환배관 보다 작은 내경을 지닌 모세관으로 형성한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

제2도는 본 발명에 따른 냉장고의 냉매순환을 나타내는 배관도가 도시된다.

본 발명의 주배관은 컴푸레서(11)→증발명파이프(12)→응축기(14)→건조기(15)→증발기(16)→어큐뮤레이터(17) 순으로 구성되는 종래의 배치와 동일하지만, 제상 중에 증발기(16)에 냉매가 흐르지 않도록 바이패스 시키는 수단을 구비하는 점에 차이가 있다.

이러한 바이패스 수단을 설치하는 장소는 제상 중 컴푸레서(11)가 정지된 상태에서 유동되는 냉매의 이동을 차단할 수 있는 곳이어야 한다. 전술한 바와 같이 컴푸레서(11)가 정지되어도 응축기(12)에 있던 고압의 냉매가 계속적으로 저압인 증발기(15) 측으로 이동되므로 응축기(12)의 주변에서 이를 차단하는 것이 바람직하다.

그러므로 본 발명의 바이패스관(24)은 그 일단을 컴푸레서(11)의 흡입구에 연결하고, 타단을 응축기(12) 및 드라이어(13) 사이에 연결한다. 상기 응축기(12)·드라이어(13)·바이패스관(24)가 합류하는 지점에는 전자 3방변(22)을 배관연결하여, 응축기(12)의 유로를 증발기(15) 또느 컴푸레서(11) 중 어느 하나로 연통시킨다.

이때, 상기 바이패스관(24)은 상기 냉매순환배관 보다 작은 내경이 지닌 모세관으로 형성한다. 전자 3방변(22)은 솔레노이드에 의해 절환되는 2포지션 3웨이 밸브가 사용된다.

전자 3방변(22)은 제상을 하지 않는 정상운전 중에슨 응축기(12)이 냉매를 바이패스 시키지 않고 증발기(16)로만 보내지만, 제상히터(16)의 작동과 동시에 제상타이머에 연결된 전원에 의해 다른 상태로 전환되어 응축기(12)의 냉매를 전량 바이패스 시킨다.

제3도는 제2도에 따른 소비열량의 비교설명을 위한 예시도가 도시된다.

제상히터(16)가 작동하는 동안 증발기(16) 내에서 냉매의 흐름여부에 따른 손실열양을 개략적으로 계산하면 다음과 같다. 제상히터(16)의 열량이 증발기몸체(e)·성에(f)·냉매(r)에 전달되는데, 여기서 증발기몸체(e)/ 성에(f)/ 냉매(r)의 질량(m) 각각 0.8/ 0.5/ 0.2㎏로 보고, 증발기몸체(e)·성에(f)의 비열(c)은 각각 0.21/ 0.478㎉/㎏℃로 보며, 냉매(r)의 엔탈피는 39.7㎉/㎏℃로 본다.

(1) 증발기가 -30 → 0℃에 이를 때

Qe = m·c·△T = 0.8 × 0.21 × 30 = 5.04 ㎉

(2) 성에가 -30 → 0℃에 이를 때

Qf = m·c·△T = 0.5 × 0.478 × 30 = 7.17 ㎉

(3) 0℃의 성에 → 0℃의 물에 이를 때

Qf = m·△h = 0.5 × 80 = 40 ㎉

(4) 냉매가 -30 → 0℃에 이를 때

Qr = m·△h = 0.2 × 39.7 = 7.94 ㎉

이상에서 볼 때, 제상작동 중에 제상히터(16)로 부터 전달되는 열량은 상기 (1)~(4)를 합한 약 60㎉로 추정되는데, 증발기(16) 내에서 냉매의 흐름여부에 따른 손실열량의 차이는 상기 제 (4)항목으로 볼 수 있으므로 약 8㎉의 효과이익이 예상된다.

한편, 변형 실시예로서, 제2도의 바이패스관(24)은 그 일단을 컴푸레서(11)의 흡입구에 연결하는 대신 응축기(12)의 상류에 연결하여 컴푸레서(11)를 배제시킨 짧은 배관내을 순환하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 바이패스관(24)은 그 일단 및 타단을 증발기(16)의 상류 및 하류에 연결하고, 그 상류측의 합류 지점에는 전자 3방변(22)을 배관연결하는 것도 가능하다.

이상과 같이 본 발명의 냉장고의 제상후 전압 저감장치는 냉장고의 냉매순환배관을 개선하여 응축기로 가는 냉매를 바이패스 시킴으로써, 제상작동중 불필요한 열량손실을 줄이고 냉동실의 온도 상승도 억제하여 제상후 전력소비를 절감하는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (2)

1. 컴푸레서(11)·응축기(12)·드라이어(13)·증발기(15) 등의 냉매순환배관과, 냉기를 발생하는 냉매를 구비하는 냉장고에 있어서:

   일단이 상기 컴푸레서(11)의 흡입구에 연결되고, 타단이 상기 응축기(12) 및 드라이어(13) 사이에 연결되는 바이패스관(24)과; 상기 응축기(12)·드라이어(13)·바이패스관(24)에 연결되고, 응축기(12)의 유로를 증발기(15) 또는 컴푸레서(11) 중 어느 하나로 연통시키는 전자 3방변(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상후 전압 저감장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스관(24)은 상기 냉매순환배관 보다 작은 내경을 지닌 모세관으로 형성하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상후 전압 저감장치.