KR19980028852U - 냉동사이클장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉동사이클장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기와 압축기 사이에 설치된 수액분리기를 제거하고 보조증발기 및 제어수단을 설치하여 압축기의 고장원인을 제거함과 아울러 냉방능력을 향상시킨 냉동사이클장치를 제공하기 위하여 압축기에서 압축된 냉매가 응축기 쪽으로 순환되고 상기 응축기에서 응축된 냉매가 모세관 및 증발기를 거쳐 상기 압축기로 재 순환되는 냉동사이클에 있어서, 상기 증발기 와 압축기 사이에 설치되어 증발기를 거쳐 유입된 냉매를 재차 증발시켜 압축기로 보내는 보조증발기와, 상기 보조증발기에 냉매를 공급 또는 차단시키도록 제어하는 제어수단이 구비됨을 특징으로 한다.

Description

냉동사이클장치

본 고안은 냉동사이클장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기와 압축기 사이에 설치된 수액분리기를 제거하고 보조증발기 및 제어수단을 설치하여 압축기의 고장원인을 제거함과 아울러 냉방능력을 향상시킨 냉동사이클장치에 관한 것이다.

종래의 냉동사이클장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(1)와, 이 압축기(1)에서 유입되는 기체냉매를 액화시키는 응축기(2)와, 이 응축기(2)에서 유입된 액체냉매를 저온저압의 기체액체의 혼합냉매로 변환시키는 모세관(3)과, 이 모세관(3)에서 유입된 냉매 중 액체냉매가 증발하면서 주위로부터 열을 빼앗는 증발기(4)와, 이 증발기(4)에서 유입된 냉매를 기체냉매와 액체냉매로 분리하는 수액분리기(5)로 구성되고, 상기 수액분리기(5)는 증발기(4)에서 냉매를 유입 받는 유입관(5c)과, 기체냉매만을 압축기(1)로 유출하는 유출관(5a)과, 액체냉매를 보관하는 하우징(5b)으로 구성되어 있다.

이와 같은 종래 냉동사이클장치의 작용은 기체상태의 냉매가 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 응축기(2)로 유입되고 응축기(2)는 유입된 냉매가 가진 열을 대기 중으로 방열하여 액화시킨다.

모세관(3)은 이 응축기(2)에서 유입된 액화냉매를 저온저압의 기체액체 혼합냉매로 변환시킨다. 증발기(4)는 상기 모세관(3)에서 유입된 냉매 중 액체상태의 냉매를 증발시키면서 주위의 열을 빼앗아 냉각시킨다.

이때, 상기 증발기(4)에서 유입관(5c)을 통해 냉매가 유입되면 수액분리기(5)는 이 냉매를 액체냉매와 기체냉매로 분리한 후 액체냉매는 하우징(5b)에 저장되고 기체냉매만 유출관(5a)을 통하여 압축기(1)로 방출한다.

그러나, 이와 같은 종래 냉동사이클장치는 냉동부하가 적을 경우 증발기(4)에서 냉매가 모두 기체상태로 증발하지 못하여 수액분리기(5)에 다량의 액체상태 냉매가 모이게 되고 따라서, 상기 하우징(5b)의 저장용량이 초과되면 이 액냉매가 압축기(1)로 유입되어 압축기(1)의 고장원인 및 압축효율이 떨어지는 문제점이 발생하게 되었다.

따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위한 국내 특허 공보 제3800호(공고 번호 94-10584)에 선 출원된 냉동사이클장치가 있었다.

상기 선 출원된 냉동사이클장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(1)와, 이 압축기(1)에서 유입되는 기체상태의 냉매를 액화시키는 응축기(2)와, 이 응축기(2)에서 유입된 액체상태의 냉매를 저온저압의 기체액체의 혼합냉매로 변환시키는 모세관(3)과, 이 모세관(3)에서 유입된 냉매 중 액체상태의 냉매가 증발하면서 주위로부터 열을 빼앗는 증발기(4)와, 이 증발기(4)에서 유입된 냉매를 기체냉매와 액체냉매로 분리하는 수액분리기(5)로 구성되며, 또한 상기 증발기(4)의 입구온도와 출구온도를 각각 측정하는 제1온도센서(4a) 및 제2온도센서(4b)와, 이 제1온도센서(4a) 및 제2온도센서(4b)로부터 증발기(4) 입출구의 온도차를 판단하여 수액분리기(5) 밸브(8b)개폐를 제어하며 압축기(1)가 정지상태일 때는 수액분리기(5) 밸브(8b)가 닫히도록 제어하는 마이크로프로세서(7)로 구성된다.

한편, 상기 수액분리기(5)는 액냉매를 저장하는 액냉매저장통(8c)과, 액체냉매와 기체냉매를 분리하며 유입관(5c) 및 유출관(5a)이 설치된 하우징(5b)과, 상기 액냉매저장통(8c)과 하우징(5b)을 연결하는 연결관(8a)과, 이 연결관(8a)에 위치하고 마이크로프로세서(7)에 의해 개폐가 제어되어 냉매가 액냉매저장통(8c)과 하우징(5b)사이로 이동되는 것을 조절하는 밸브(8b)로 구성된다.

상기 밸브(8b)는 마이크로프로세서(7)에 의해 제어되도록 솔레노이드로 형성된 밸브(8b)이다.

이와 같이 선 출원된 냉동사이클장치의 작용을 상기 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.

기체상태의 냉매가 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 응축기(2)로 유입되고 응축기(2)는 유입된 냉매가 가진 열을 대기 중으로 방열하여 액화시킨다. 모세관(3)은 이 응축기(2)에서 유입된 액화냉매를 저온저압의 기체액체 혼합냉매로 변환시키며, 증발기(4)는 상기 모세관(3)에서 유입된 냉매 중 액체상태의 냉매를 증발시킴으로서 주위의 열을 빼앗아 냉각시킨다.

상기 증발기(4)에서 유입관(5c)을 통해 냉매가 유입되면 수액분리기(5)는 이 냉매를 액체냉매와 기체냉매로 분리한 후 액체냉매는 하우징(5b)에 저장되고 기체냉매만 유출관(5a)을 통하여 압축기(1)로 방출한다.

이때, 수액분리기(5)의 밸브(8b)를 개방시켜 놓고 압축기(1)를 운전시킨 후 압축기(1)의 정지 직전에 밸브(8b)를 닫으면 압축기(1) 운전기간 중에 수액분리기(5) 하우징(5b)에 모인 액체상태의 냉매가 액냉매저장통(8c)에 갇히게 되어 압축기(1)가 다시 운전될 때 냉동사이클장치를 순환하는 냉매의 양은 감소하게 된다.

따라서, 압축기(1)가 가동된 후 소정시간이 경과되면 제1온도센서(4a)에 의해 측정된 증발기(4) 입구온도와 제2온도센서(4b)에 의해 측정된 증발기(4) 출구온도의 차가 소정 기준값보다 크면 마이크로프로세서(7)는 수액분리기(5)의 밸브(8b)를 열어 액냉매저장통(8c)에 저장된 액체냉매를 하우징(5b)으로 공급해 주고, 온도차가 소정 기준값보다 작으면 밸브(8b)를 닫는다. 압축기(1)가 정지하면 밸브(8b)를 닫고 압축기(1)가 가동될 때까지 기다린다.

상기와 같은 종래의 냉동사이클장치 및 선 출원된 냉동사이클장치는 압축기 내부로 액체상태의 냉매가 유입되는 것을 방지하기 위하여 수액분리기 및 그 외에 별도의 액냉매저장통을 더 설치함으로서 설치공간이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 액체상태의 냉매를 적극적으로 증발시키지 못하고 단순히 저장시킴으로서 압축기의 고장원인 및 냉방효율의 저하 등을 야기시키는 다른 문제점도 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서 증발기와 압축기 사이에 설치된 수액분리기를 제거하고 보조증발기 및 제어수단을 설치하여 압축기의 고장원인을 제거함과 아울러 냉방능력을 향상시킨 냉동사이클장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 냉동사이클장치의 구성도,

도 2는 상기 도1의 수액분리기의 상세도,

도 3은 선 출원된 냉동사이클장치의 구성도,

도 4는 상기 도3의 수액분리기의 상세도,

도 5는 본 고안의 일 실시예를 보인 냉동사이클장치의 구성도,

도 6은 본 고안 보조증발기가 설치된 실내기의 개략적인 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10-압축기,11-응축기,

12-모세관,13-증발기,

14-보조증발기,15-냉매관,

20-제어수단,21-콘트롤부,

22-제 2 온도센서,23-제 1 온도센서,

24-삼방변,30-본체.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 압축기에서 압축된 냉매가 응축기 쪽으로 순환되고 상기 응축기에서 응축된 냉매가 모세관 및 증발기를 거쳐 상기 압축기로 재 순환되는 냉동사이클에 있어서, 상기 증발기 와 압축기 사이에 설치되어 증발기를 거쳐 유입된 냉매를 재차 증발시켜 압축기로 보내는 보조증발기와, 상기 보조증발기에 냉매를 공급 또는 차단시키도록 제어하는 제어수단이 구비됨을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 고안의 일 실시예를 보인 냉동사이클장치의 구성도로서, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 유입되는 고온고압의 냉매를 방열시킴으로서 기체냉매를 액화시키는 응축기(11)와, 상기 응축기(11)에서 유입된 액체냉매를 저온저압의 기체액체의 혼합냉매로 변환시키는 모세관(12)과, 상기 모세관(12)에서 유입된 냉매 중 액체냉매가 증발하면서 주위로부터 열을 빼앗아 냉방작용을 수행하는 증발기(13)와, 상기 증발기(13)와 압축기(10) 사이에 설치되어 증발기(13)를 거쳐 유입된 냉매를 재차 증발시켜 압축기(10)로 보내는 보조증발기(14)와, 상기 보조증발기(14)에 냉매를 공급 또는 차단시키도록 제어하는 제어수단(20)으로 구성된다. 미 설명부호 15는 내부에 기체 및 액체상태의 냉매가 흐르는 냉매관이다.

또한, 상기 제어수단(20)은 증발기(13) 일측에 형성되어 상기 증발기(13)의 출구온도를 감지하는 제1온도센서(23)와, 실내기(미도시)에 형성되어 실내온도를 감지하는 제2온도센서(22)와, 냉매관(15) 일측에 형성되어 증발기(13)에서 유입된 냉매를 보조증발기(14) 쪽으로 우회 공급시키거나 또는 차단시키도록 개폐되는 삼방변(24)과, 제1온도센서(23) 및 제2온도센서(22)의 입력을 받아 상기 삼방변(24)의 온/오프를 제어하는 콘트롤부(21)가 구비된다.

도 6은 본 고안 보조증발기가 설치된 실내기의 개략적인 단면도로서, 실내에 설치되고 흡입구(31) 및 토출구(32)가 형성된 실내기 본체(30)와, 상기 본체(30) 내부의 상단에 설치되어 내부 냉매의 열 교환작용으로 흡입된 공기를 냉각시키는 증발기(13)와, 상기 증발기(13) 하단에 설치되어 실내의 냉방효과를 향상시키는 보조증발기(14)와, 본체(30) 하단에 형성되어 냉각된 공기를 토출구(32)를 통하여 실내로 강제 토출시키는 순환팬(33)으로 구성된다.

한편, 상기 보조증발기(14)는 냉매가 흐르는 냉매관(미도시)과 그 주위에 접촉되게 형성되어 방열작용을 하는 냉각핀(미도시)이 구비되어 일반적인 증발기(13)와 유사한 형상으로 구성됨이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

기체상태의 냉매가 압축기(10)에서 고온고압으로 압축되어 응축기(11)로 유입되고 상기 응축기(11)는 유입된 냉매가 가진 열을 대기 중으로 방열하여 액화시킨다.

모세관(12)은 이 응축기(11)에서 유입된 액화냉매를 저온저압의 기체액체 혼합냉매로 변환시키고, 이후 증발기(13)는 상기 모세관(12)에서 유입된 냉매 중 액체상태의 냉매를 증발시키면서 주위의 열을 빼앗아 냉각시킨다.

또한, 상기 증발기(13)에서 나온 냉매는 평상시에는 압축기(10)로 재 순환되나, 상기 증발기(13) 출구온도가 너무 낮거나 또는 실내온도가 설정온도 보다 높을 경우 삼방변(24)을 작동시켜 보조증발기(14)로 냉매를 우회시킨다.

즉, 상기 증발기(13)의 출구온도가 너무 낮게 되면 액체상태의 냉매가 압축기(10)로 유입되어 상기 압축기(10)의 고장을 야기시킬 우려가 있음으로, 증발기(13) 일측에 형성된 제1온도센서(23)로 증발기(13) 출구온도를 감지하여 설정치 보다 낮을 경우 보조증발기(14)로 우회시켜 액체상태의 냉매를 완전히 증발시켜 압축기(10)로 유입되도록 한다.

또한, 제2온도센서(22)에서 실내온도를 감지하여 설정치 보다 높을 경우 도 6에 도시된 바와 같은 보조증발기(14)를 작동시켜 흡입구(31)로 유입된 실내공기를 증발기(13)에서 일차적으로 냉각시키고 또 보조증발기(14)에서 재차 냉각시킨 후 토출구(32)를 통하여 실내로 토출함으로서 그 냉방효과가 크게 향상된다.

이때, 순환팬(33)은 증발기(13) 및 보조증발기(14)를 통해 냉각된 공기를 실내로 강제 토출시키는 작용을 하게 된다.

따라서, 증발기(13) 일측에 형성된 제1온도센서(23)에서 상기 증발기(13) 출구온도를 감지하고, 제2온도센서(22)는 실내온도를 주기적으로 감지하여 각각 콘트롤부(21)에 인가한다.

상기 증발기(13) 출구온도가 너무 낮거나 또는 실내온도가 설정온도 보다 높을 경우 상기 콘트롤부(21)는 삼방변(24)에 제어신호를 보내 상기 삼방변(24)을 온 시킴으로서, 증발기(13)를 거친 냉매를 상기 삼방변(24)을 통하여 보조증발기(14)로 재 유입시켜 열교환에 따른 증발작용을 하게 된다.

이후, 상기 냉매는 압축기(10)로 재 순환되어 냉동사이클장치로 계속 순환되며 냉각작용을 수행한다.

상기와 같이 본 고안은 수액분리기 및 그 외에 별도로 설치된 액냉매저장통을 제거함으로서 냉동사이클장치의 설치공간을 감소시킴과 아울러 수액분리기 및 기타 액냉매저장통 등을 제작할 필요가 없음으로 원가가 절감되는 효과가 있다.

또한, 상기 액체상태의 냉매를 보조증발기를 통하여 적극적으로 증발시킴으로서 압축기로 액냉매가 유입되는 것을 방지하여 고장원인을 제거하는 다른 효과도 있다.

그리고, 실내기의 증발기 하단에 보조증발기가 설치되어 실내공기를 이중으로 냉각시킴으로서 냉방효율이 향상되는 또 다른 효과도 있다.

Claims (3)

1. 압축기(10)에서 압축된 냉매가 응축기(11) 쪽으로 순환되고 상기 응축기(11)에서 응축된 냉매가 모세관(12) 및 증발기(13)를 거쳐 상기 압축기(10)로 재 순환되는 냉동사이클장치에 있어서,

   상기 증발기(13) 와 압축기(10) 사이에 설치되어 증발기(13)를 거쳐 유입된 냉매를 재차 증발시켜 압축기(10)로 보내는 보조증발기(14)와,

   상기 보조증발기(14)에 냉매를 공급 또는 차단시키도록 제어하는 제어수단(20)이 구비됨을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단(20)은 증발기(13) 일측에 형성되어 상기 증발기(13)의 출구온도를 감지하는 제1온도센서(23)와;

   실내기(30)에 형성되어 실내온도를 감지하는 제2온도센서(22)와;

   냉매관(15) 일측에 형성되어 증발기(13)에서 유입된 냉매를 보조증발기(14) 쪽으로 공급시키거나 또는 차단시키도록 개폐되는 삼방변(24)과;

   제1온도센서(23) 및 제2온도센서(22)의 각각의 입력을 받아 상기 삼방변(24)의 온/오프를 제어하는 콘트롤부(21)가 구비됨을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 보조증발기(14)는 실내의 냉방효과를 향상시키도록 실내기(30)에 형성된 증발기(13) 하단에 설치됨을 특징으로 하는 냉동사이클장치.