KR19980082835A

KR19980082835A - 히트펌프용 냉동사이클장치

Info

Publication number: KR19980082835A
Application number: KR1019970017934A
Authority: KR
Inventors: 김득환
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-12-05
Also published as: KR100212674B1

Abstract

본 발명은 히트펌프용 냉동사이클장치에 관한 것으로, 종래에는 실내를 난방시키는 난방사이클에서 냉방사이클로 전환하여 증발기에 착상된 성애를 제상하는 과정에서 실내의 열교환기가 증발기의 역할을 하게 되어 실내로 찬공기가 토출되어 사용자로 하여금 불쾌감을 주는 단점이 있었는 바, 본 발명은 종래의 제상을 위하여 역사이클운전하던 것을 배제하고 연속 난방운전이 가능하게 함으로써 효율저하를 방지할 뿐만 아니라 실내로 찬공기가 토출되는 것을 방지할 수 있어 쾌적한 난방상태를 유지할 수 있도록 한 것이다.

Description

히트펌프용 냉동사이클장치

본 발명은 히트펌프용 냉동사이클장치에 관한 것으로, 특히 증발기에 서리가 발생되는 착상현상을 억제하여 제상을 하지 않고 연속 난방운전을 할 수 있도록 한 히트펌프용 냉동사이클장치에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 저온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 기체상태 냉매로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 변화된 고온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 모세관(3)과, 상기 모세관(3)에서 변화된 저온저압의 액체상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(4)로 구성된다. 그리고 각 구성요소들은 냉매관에 의해 연결되어 있다.

상기 냉동사이클장치는 냉장고나 공기조화기 등에 적용되며, 증발기(4)에서 외부의 열을 흡수하는 것과 응축기(2)에서 외부에 열을 방출하는 것을 이용하여 식품을 신선하게 보관하거나 실내를 냉/난방시켜 실내환경을 쾌적하게 유지하게 된다.

도 2는 상기 냉동사이클장치를 응용한 히트펌프용 냉동사이클장치를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 히트펌프용 냉동사이클장치는 압축기(1)에 이어 4방향밸브(5)가 결합되고 이 4방향밸브(5)의 일측에 연결되어 응축기(2)가 연결되며 이 응축기(2)에 이어 모세관(3)이 연결되고 이 모세관(3)에 이어 증발기(4)가 연결되며 이 증발기(4)는 상기 4방향밸브(5)의 다른 일측에 연결되며 상기 4방향밸브(5)의 다른 일측에 어큐뮬레이터(6)에 연결되고 이 어큐뮬레이터(6)는 압축기(1)에 연결되어 이루어진다.

상기 응축기(2)는 실내에 위치하도록 설치되고, 그 외의 부품들은 실외에 설치된다.

상기한 바와 같은 히트펌프용 냉동사이클장치는 4방향밸브(5)의 방향을 변환시키면서 실내에 설치되는 응축기(2)의 역할을 변환시켜 실내를 냉/난방시키게 되는데, 이때 응축기(2)의 역할이 변함에 따라 증발기(4)의 역할도 변하게 된다.

상기한 바와 같은 히트펌프용 냉동사이클장치에서 실내에 설치되는 응축기(2)가 더운공기를 내보내어 난방역할을 하는 냉매의 흐름순서는, 압축기(1)의 작동에 따라 냉매가 압축기(1) - 4방향밸브(5) - 응축기(2) - 모세관(3) - 증발기(4) - 4방향밸브(5) - 어큐뮬레이터(6) - 압축기(1) 의 순서를 거치면서 진행되어 응축기(2)에서 열교환되는 더운공기를 실내로 토출시켜 실내를 난방상태로 유지하게 된다. 또한 실내를 냉방상태로 유지할 경우 4방향밸브(5)의 방향을 변환시켜 실내,외에 있는 응축기(2)와 증발기(4)의 역할을 변환시켜 실내가 냉방상태가 되도록 한다.

한편, 상기 난방과정중 실내에 설치된 응축기(2)에서 열교환이 이루어지는 동안 실외에 설치된 증발기(4)에서도 열교환이 이루어지면서 증발기(4)표면에 서리가 발생하게 되는데, 서리가 가장 잘 발생하는 조건은 실외측 온도가 낮고 습도가 높을 경우로 약 0˚C 에서 7˚C 사이고 습도가 65% 이상이면 서리 발생 가능성이 현저하게 증가하게 된다. 참고로 약 0˚C 에서 7˚C 사이에서 상대습도가 가장 높기 때문이며, 0˚C 이하이면 상대습도가 낮아 서리발생이 없고 7˚C이상이면 온도가 높아 서리가 발생되지 않는다.

상기 히트펌프용 냉동사이클장치는 냉/난방을 겸용할 수 있어 공기조화기에서는 유용하게 사용되지만, 외부 공기의 온,습도 조건에 따라 냉/난방 효율이 달라지며 특히 난방운전시 외부 기온에 따른 효율저하가 크다. 보통 정상상태의 난방사이클에서(외부온도 조건은 7˚C정도) 실외에 설치된 열교환기(증발기)의 증발온도가 약 0˚C 에서 1˚C 정도이나 외부온도가 낮아지게 되면 냉매와 공기의 온도차가 계속 줄어들어 열교환효율이 감소됨으로써 외부온도가 낮을 경우 난방성능이 저하되고 또한 증발기(4)의 착상으로 인하여 더욱 성능이 감소하게 됨으로 주기적으로 제상을 해주어야 한다.

종래 히트펌프용 냉동사이클장치의 제상방법은 실내에 설치된 열교환기가 응축기(2)의 역할을 하는 난방사이클에서 냉매의 흐름을 전환시켜 실외에 설치된 열교환기,즉 증발기(4)에 고온의 냉매를 유입하여 순간적으로 제상한 다음 다시 냉매의 흐름을 전환시켜 난방운전을 행하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 방법은 실내를 난방시키는 난방사이클에서 냉방사이클로 전환하여 제상하는 과정에서 실내의 열교환기가 증발기(4)의 역할을 하게 되어 실내로 찬공기가 토출되어 사용자로 하여금 불쾌감을 주는 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 증발기에 서리가 발생되는 착상현상을 억제하여 제상을 하지 않고 연속 난방운전을 할 수 있도록 한 히트펌프용 냉동사이클장치를 제공함에 있다.

도1은 일반적인 냉동사이클장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도2는 종래 히트펌프용 냉동사이클장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도3은 본 발명의 히트펌프용 냉동사이클장치를 개략적으로 도시한 구성도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 압축기 2 ; 응축기

3 ; 모세관 4 ; 증발기

5 ; 4방향밸브 6 ; 어큐뮬레이터

7 ; 바이패스관 8 ; 열교환수단

9 ; 온도감지센서 10 ; 온/오프밸브

11 ; 제어수단

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 압축기에 이어 4방향밸브가 결합되고 이 4방향밸브의 일측에 연결되어 응축기가 연결되며 이 응축기에 이어 모세관이 연결되고 이 모세관에 이어 증발기가 연결되며 이 증발기는 상기 4방향밸브의 다른 일측에 연결되며 상기 4방향밸브의 다른 일측에 어큐뮬레이터에 연결되고 이 어큐뮬레이터는 압축기에 연결되어 이루어진 히트펌프용 냉동사이클장치에 있어서, 상기 압축기의 출구부와 증발기의 입구부를 연결하는 바이패스관을 설치하고 압축기의 출구부분과 증발기의 출구부분을 서로 열교환시키는 열교환수단을 설치하며 증발기에 증발온도를 감지하는 온도감지센서를 설치하고 상기 바이패스관에 온/오프밸브를 설치하며 상기 온도감지센서의 온도감지에 의해 온/오프밸브를 개폐시키는 제어수단을 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 히트펌프용 냉동사이클장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 히트펌프용 냉동사이클장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 히트펌프용 냉동사이클장치는, 도 3에 도시한 바와 같이, 압축기(1)에 이어 4방향밸브(5)가 결합되고 이 4방향밸브(5)의 일측에 연결되어 응축기(2)가 연결되며 이 응축기(2)에 이어 모세관(3)이 연결되고 이 모세관(3)에 이어 증발기(4)가 연결되며 이 증발기(4)는 상기 4방향밸브(5)의 다른 일측에 연결되며 상기 4방향밸브(5)의 다른 일측에 어큐뮬레이터(6)에 연결되고 이 어큐뮬레이터(6)는 압축기(1)에 연결되어 이루어짐은 종래와 같다.

그리고 상기 압축기(1)의 출구부와 증발기(4)의 입구부를 연결하는 바이패스관(7)을 설치하고, 상기 압축기(1)에서 토출되어 출구부분에 흐르는 냉매와 증발기(4)에서 유출되어 출구부분에 흐르는 냉매를 서로 열교환시키는 열교환수단(8)을 설치하며, 상기 증발기(4)에 증발온도를 감지하는 온도감지센서(9)를 설치하고, 상기 바이패스관(7)에 온/오프밸브(10)를 설치하여 상기 온도감지센서(9)의 온도감지에 의해 온/오프밸브(10)를 개폐시키는 제어수단(11)을 설치하여 이루어진다.

상기 열교환수단(8)은 압축기(1)의 토출부분의 냉매관과 증발기(4)의 출구부분의 냉매관을 접촉시키는 구조로 이루어진다.

이하, 본 발명의 히트펌프용 냉동사이클장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

외부의 온도가 저하되면 실내를 난방시키기 위한 난방운전이 진행되며 이때 외부온도의 저하에 따라 증발온도가 낮아져 증발기(4)에 착상우려가 있을때 증발온도를 감지하는 온도감지센서(9)의 감지에 의해 0˚C 이하가 되면 온/오프밸브(10)를 열어 압축기(1)의 고온의 냉매를 증발기(4)의 입구로 보내 증발온도를 상승시켜 착상을 방지한다. 그후 증발온도가 0˚C 이상되면 온/오프밸브(10)를 닫아 정상적인 운전사이클을 유지하게 되며, 이와 같은 과정을 반복하면서 난방사이클을 안정적으로 유지시키게 된다.

한편, 상기 온/오프밸브(10)를 열어 고온의 냉매가스가 증발기(4)로 들어가게 되면 냉매가 응축되어 액냉매 상태로 나오게 되는데 이는 열교환수단(8)에 의해 열교환되어 과열된 상태로 압축기(1)로 유입된다. 만약 액냉매가 압축기(1)로 유입되면 압축기(1)의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 압축기(1)를 소손시키게 되는데 이를 열교환수단(8)에서 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 히트펌프용 냉동사이클장치는 종래의 제상을 위하여 역사이클운전하던 것을 배제하여 연속 난방운전이 가능하게 되어 효율저하를 방지할 뿐만 아니라 실내로 찬공기가 토출되는 것을 방지할 수 있어 쾌적한 난방상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

압축기에 이어 4방향밸브가 결합되고 이 4방향밸브의 일측에 연결되어 응축기가 연결되며 이 응축기에 이어 모세관이 연결되고 이 모세관에 이어 증발기가 연결되며 이 증발기는 상기 4방향밸브의 다른 일측에 연결되며 상기 4방향밸브의 다른 일측에 어큐뮬레이터에 연결되고 이 어큐뮬레이터는 압축기에 연결되어 이루어진 히트펌프용 냉동사이클장치에 있어서, 상기 압축기의 출구부와 증발기의 입구부를 연결하는 바이패스관을 설치하고 압축기의 출구부분과 증발기의 출구부분을 서로 열교환시키는 열교환수단을 설치하며 증발기에 증발온도를 감지하는 온도감지센서를 설치하고 상기 바이패스관에 온/오프밸브를 설치하며 상기 온도감지센서의 온도감지에 의해 온/오프밸브를 개폐시키는 제어수단을 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 히트펌프용 냉동사이클장치.