KR19980083062A

KR19980083062A - 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치

Info

Publication number: KR19980083062A
Application number: KR1019970018207A
Authority: KR
Inventors: 전용덕
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 1998-12-05

Abstract

본 발명은 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치에 관한 것으로, 압축기(10)와, 응축기(20)와, 팽창밸브(30)와, 에어컨증발기(40) 및 이들을 차례로 연결하는 냉매순환파이프(50)로 이루어지는 냉동장치에 있어서, 상기 팽창밸브(30)와 에어컨증발기(40)사이의 냉매순환파이프(35) 중간에 삼방밸브(50)가 설치되어 그 일방은 냉방부하 및 냉동부하에 따라 저항이 조절되도록 형성되는 팽창밸브(30) 방향에 연결되고 다른 일방은 에어컨증발기(40) 방향에 연결되며, 상기 삼방밸브(50)의 나머지 일방에는 분류파이프(60)가 연결되고 상기 분류파이프(60)의 타단은 제어밸브(74)를 거쳐 냉장고증발기(70)가 연결되고, 상기 냉장고증발기(70)와 상기 에어컨증발기(40)에 일단이 각각 연결되는 합류파이프(80)가 상기 압축기(10)에 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치를 제공함으로써, 냉동장치를 구성하는 압축기와 응축기 및 팽창밸브를 공용화시켜 전체적인 냉동시스템의 경제성을 도모하면서, 냉방부하 및 냉동부하의 변화에 부응하여 밸브저항이 조절되는 팽창밸브(30)에 의하여 냉매흐름을 조절하여 냉동장치를 효율적으로 이용할 수 있도록 한 유용한 발명이다.

Description

에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치

본 발명은 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치에 관한 발명으로서, 독립적으로 구성되는 에어컨증발기와 냉장고증발기에 대하여 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 공통적으로 연결하여 구성한 냉동장치를 제공함으로써 냉동장치를 구성하는 압축기와 응축기 및 팽창밸브를 공용화시켜 경제성을 도모하고, 상기 팽창밸브의 밸브저항이 냉방부하 및 냉동부하의 변화에 부응하여 조절되는 장치를 제공함으로써 냉매흐름을 조절하여 냉동장치를 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 발명이다.

일반적으로 호텔 등의 숙박업소나 유흥업소 등에서는 하절기 실내의 냉방을 위한 공기조화 시스템으로서 에어컨을 구비하고 있을 뿐 만 아니라, 음식물 등의 냉장 보관을 위한 냉장고도 통상의 경우에 별도로 구비하고 있다.

이러한 종래의 에어컨과 냉장고의 분리된 시스템을 도시한 첨부도면 도 1에 따라 각 냉동장치 시스템의 구성요소를 살펴보면, 에어컨(1)에서 냉동장치로 사용되는 주요 구성요소로서 압축기(1a), 응축기(1b), 팽창밸브(1c) 및 증발기(1d)가 있으며, 또한 냉장고(2)도 압축기(2a), 응축기(2b), 팽창밸브(2c) 및 증발기(2d)를 주요 구성요소로서 가지고 있음을 알 수 있으며, 에어컨(1)과 냉장고(2)를 비교하여 볼 때 압축기(1a,2a)와 응축기(1b, 2b)와 팽창밸브(1c,2c) 및 증발기(1d,2d)의 구성요소가 모두 공통적인 것을 알 수 있다. 이는 에어컨(1)과 냉장고(2)가 모두 기본적으로 증발기(1d,2d) 주위의 저온부 공기로부터 열을 흡수하여 응축기(1b,2b) 주위의 고온부로 열을 방출시키기 위한 냉매를 이용한 냉동사이클을 가지고 있기 때문인 것이다.

이러한 에어컨이나 냉장고에서의 압축기 등으로 구성되는 각 시스템이 별도로 구성됨에 따라 각각 최대 부하에 상응하는 냉동능력을 갖추어야 하기에 이러한 최대부하에 따라 소요되는 압축기나 응축기의 용량이 결정되어야만 하였다.

그런데, 에어컨과 냉장고의 각 냉동사이클은 항상 계속적으로 작동되는 것이 아니라, 각 시스템에 걸리는 냉방부하 및 냉동부하에 연동하거나 설정된 온도에 따라 연동되도록 운전되는 특성을 가지고 있으며, 에어컨과 냉장고의 운전모드를 상세히 추적하여 조사하는 경우에 이들 양자에게 모두 최대 부하가 요구되는 경우는 극히 이례적인 경우가 될 것이고, 따라서 종래와 같이 에어컨과 냉장고에서 별도를 냉동장치를 구성하는 경우에는 압축기 등의 총 용량이 총 냉방부하 및 냉동부하에 비하여 상당히 클 수밖에 없어 전체적인 냉동시스템이 비효율 비경제적일 수밖에 없는 문제점이 있으며, 특히 에어컨과 냉장고의 각 냉동장치에 사용되는 냉매의 양도 별도로 결정되기 때문에 자연히 냉매의 봉입량도 많이 필요하게 되어 최근에 문제되는 지구 오존층 보존을 위한 환경보호의 관점에서 보아도 적절치 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 에어컨과 냉장고의 냉동장치에 있어서, 에어컨과 냉장고의 각 시스템의 고유한 기능을 위하여 필요한 증발기를 제외하고 나머지 구성요소를 공용화하여 전체 냉동시스템에서 요구하는 총 부하에 충분하게 대응하면서도 공용화시킨 압축기나 응축기의 용량은 이를 최소화 할 수 있는 수단을 제공하는 데 있다.

또한, 다수개의 냉장고를 에어컨과 통합하여 연결하는 경우 각각의 냉장고가 별도로 냉동시스템과 연결이 제어될 수 있도록 하는 수단도 함께 제공하는 것과, 이와 같이 통합적으로 구성되는 에어컨과 냉장고의 총 부하변동에 부응하는 냉매의 흐름을 조절하는데 용이한 구성을 팽창밸브에 도입하는 것이 본 발명의 또 다른 기술적 과제가 된다.

상기 기술적 과제는 압축기와, 응축기와, 팽창밸브와, 에어컨증발기 및 이들을 차례로 연결하는 냉매순환파이프로 이루어지는 냉동장치에 있어서, 상기 팽창밸브와 에어컨증발기사이의 냉매순환파이프 중간에 삼방밸브가 설치되어 그 일방은 냉방부하 및 냉동부하에 따라 저항이 조절되도록 형성되는 팽창밸브 방향에 연결되고 다른 일방은 에어컨증발기 방향에 연결되며, 상기 삼방밸브의 나머지 일방에는 분류파이프가 연결되고 상기 분류파이프의 타단은 제어밸브를 거쳐 냉장고증발기가 연결되고, 상기 냉장고증발기와 상기 에어컨증발기에 일단이 각각 연결되는 합류파이프가 상기 압축기에 연결되어 이루어지는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치에 의해 달성된다.

도 1은 종래 에어컨과 냉장고의 분리 시스템의 개념도,

도 2는 본 발명을 이루는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치를 도시한 개념도,

도 3은 본 발명을 이루는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치에서 다수개의 냉장고가 연결된 구성을 도시한 개념도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 압축기20 : 응축기

30 : 팽창밸브32 : 구동부

35 : 냉매순환파이프40 : 에어컨증발기

50: 삼방밸브60 : 분류파이프

70 : 냉장고증발기72 : 온/오프스위치

74 : 제어밸브80 : 합류파이프

90 : 센서부100: 마이컴

본 발명의 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면 중 도 2는 본 발명을 이루는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치를 도시한 개념도이다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 압축기(10)와, 응축기(20)와, 팽창밸브(30)와, 에어컨증발기(40) 및 이들을 차례로 연결하는 냉매순환파이프(35)로 이루어지는 냉동장치에 있어서, 상기 팽창밸브(30)와 에어컨증발기(40)사이의 냉매순환파이프(35) 중간에 삼방밸브(50)가 설치되어 그 일방은 팽창밸브(30) 방향에 연결되고 다른 일방은 에어컨증발기(40) 방향에 연결되며, 상기 삼방밸브(50)의 나머지 일방에는 분류파이프(60)가 연결되고 상기 분류파이프(60)의 타단은 냉장고증발기(70)가 연결되고, 상기 냉장고증발기(70)와 상기 에어컨증발기(40)에 일단이 각각 연결되는 합류파이프(80)가 상기 압축기(10)에 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 에어컨증발기(40)와 상기 냉장고증발기(70)로 분기되는 냉매흐름의 양이 조절되도록 상기 삼방밸브(50)의 외측에 형성된 조절노브(52)의 방향에 따라 회동되도록 형성된 조절변(54)이 상기 삼방밸브(50)의 내부에 설치된다.

첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 다수개(예컨데 3개)의 냉장고가 냉동장치에 연결되는 경우에는 본 발명에서, 상기 분류파이프(60)의 타단은 다수개(예컨데 3개)로 분리 형성되어 각각에 다수개(예컨데 3개)의 독립된 냉장고증발기(70a, 70b,70c)가 연결되고, 상기와 같이 분리된 분류파이프(60)에는 냉장고증발기(70a, 70b,70c)의 온/오프스위치(72a,72b,72c)에 의해 개폐되는 제어밸브(74a,74b,74c)가 각각 설치되어 본 발명의 구성이 이루어진다.

상기 합류파이프(80)와 상기 압축기(10)사이에는 압축기(10)로 투입되는 냉매의 온도나 압력 등의 상태를 감지하는 센서부(90)가 설치되고, 상기 센서부(90)의 감지결과에 따라 이미 설정된 기준값과의 비교를 수행하고 그 결과에 따른 밸브구동신호를 팽창밸브(30)에 출력하는 마이컴(100)이 설치된다.

또한, 상기 팽창밸브(30)는 상기 마이컴(100)의 밸브구동신호에 따라 밸브저항이 조절되도록 구동부(32)를 구비하여 이루어진다.

본 발명의 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

팽창밸브(30)와 에어컨증발기(40)사이의 냉매순환파이프(35) 중간에 설치된 삼방밸브(50)에 압축기(10)와 응축기(20) 및 팽창밸브(30)를 거친 냉매가 도달되면, 냉매의 일부는 에어컨증발기(40)로 투입되고 나머지 일부는 냉장고증발기(70)로 향하는 분류파이프(60)로 분류된다.

에어컨증발기(40)로 투입된 냉매는 여기에서 에어컨에서 필요한 냉방부하에 따라 증발잠열을 흡수하여 저온 저압의 상태가 되고, 분류파이프(60)로 보내어진 냉매는 냉장고증발기(70)로 투입되게 되는 데, 이 때 다수개의 냉장고가 연결되는 경우에는 각 냉장고증발기(70a,70b,70c)의 온/오프스위치(72a,72b,72c)의 설정에 따라 개폐되는 제어밸브(74a,74b,74c)가 개방된 것에만 냉매가 투입된다.

냉장고증발기(70)에서 증발되면서 냉장고에서 필요로 하는 냉동능력을 발휘한 저온 저압의 냉매는 합류파이프(80)를 거쳐 앞서 설명된 에어컨증발기(40)를 통과한 저온 저압의 냉매와 합쳐지게 된다.

이와 같이 합쳐진 냉매는 냉매순환파이프(35)를 따라 압축기(10)로 보내어지게 되는 데, 압축기(10)의 투입전 단계에서는 센서부(90)가 냉매의 압력 또는 온도를 감지하게 된다.

압축기(10)에 투입된 냉매는 고온 고압의 상태로 압축과정을 거치게 되고, 고온 고압으로 압축된 냉매가 응축기(20)를 거치면서 응축 또는 방열된 후에 팽창밸브(30)로 보내어지게 된다.

상기한 바와 같이 센서부(90)에서 감지된 냉매의 압력이나 온도를 마이컴(100)에 이미 설정된 기준값과 비교하여 그 결과 압력이 낮거나 온도가 높은 경우, 즉 다수개의 냉장고가 설치되고 각 냉장고의 온/오프스위치(72a,72b,72c)가 모두 온되어 제어밸브(74a,74b,74c)가 모두 개방되는 경우와 같이 냉동부하가 증가하게 되면 이에 비하여 통합된 냉동장치가 제공하고 있던 냉동능력이 낮은 경우가 됨으로써, 마이컴(100)은 팽창밸브(30)의 구동부(32)에 밸브저항을 감소시키는 밸브구동신호를 출력하게 되고, 이 신호에 따라 팽창밸브(30)가 밸브저항을 줄이도록 구동부(32)가 작동되어 팽창밸브(30)를 통과하는 냉매의 흐름저항이 감소하고, 따라서 냉매의 단위 시간당 유량이 증가하여 증가된 냉동부하를 추종하면서 통합된 냉동장치의 냉동능력이 높아지도록 조절된다.

이와 반대로, 센서부(90)에서 감지된 냉매의 압력이 높거나 온도가 낮은 경우, 즉 각 냉장고의 온/오프스위치(72a,72b,72c)중에서 일부 또는 전부가 오프되어 제어밸브(74a,74b,74c)가 닫히게 되는 경우와 같이 냉동부하가 감소하게 되면 이에 비하여 통합된 냉동장치가 제공하고 있던 냉동능력이 높은 경우가 됨으로써, 마이컴(100)은 팽창밸브(30)의 구동부(32)에 밸브저항을 증가시키는 밸브구동신호를 출력하게 되고, 이 신호에 따라 팽창밸브(30)가 밸브저항을 늘리도록 구동부(32)가 작동되어, 팽창밸브(30)를 통과하는 냉매의 흐름저항이 증가하고 따라서 냉매의 단위 시간당 유량이 감소되어 냉동능력도 낮아지도록 조절된다.

이상에서 설명한 작동은 에어컨의 냉방부하가 일정한 경우를 가정한 것이나, 에어컨의 냉방부하와 냉장고의 냉동부하가 일시적으로 모두 최대 부하가 되는 경우에는 에어컨증발기(40)나 냉장고증발기(70)가 모두 요구되는 냉동능력을 발휘할 수 없게 되기에, 운전자가 우선적으로 최대 냉동능력을 필요로 하는 부분에 대한 선택에 따라 삼방밸브(50)의 외측에 형성된 조절노브(52)로써 삼방밸브(50)에서 분기하는 냉매의 유량을 선택적으로 조절할 수도 있게 된다.

이와 같은 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치는 에어컨이나 냉장고가 요구하는 최대 냉방 및 냉동부하의 단순 합에 해당하는 냉동능력을 제공하기 위하여 최대 용량의 압축기나 응축기를 사용하지 않고도, 에어컨과 냉장고가 요구하는 최대 부하가 발생하는 시간적 불일치를 적절히 이용함으로써, 압축기와 응축기의 용량을 축소시킬 수 있게 되며, 또 통합된 냉매의 순환 파이프라인을 구축하여 사용되는 냉매의 절대량도 감소시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치에 따르면, 에어컨과 냉장고에 있어서 공통적인 구성요소 중에서 압축기와 응축기 및 팽창밸브를 공용화시켜, 이들을 각각 별도로 구성하는 시스템과 비교하여 총 냉방 및 냉동부하에 적절하게 대응하면서도 압축기나 응축기 등의 총 용량을 축소할 수 있게 되어 경제성을 도모할 수 있으며, 또한 냉매의 봉입량도 전체적으로 감소시킬 수 있어 환경보호에도 일조할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

또한, 압축기에 투입되기 전의 냉매의 압력이나 온도를 감지하는 센서부의 출력에 따라 마이컴에 의하여 밸브저항이 조절되는 구동부를 구비한 팽창밸브를 사용함으로써, 냉매의 유량을 적절히 조절하여 냉동장치의 냉방 및 냉동부하의 변동에 따른 효율적인 운용이 가능하게 되는 효과도 제공된다.

Claims

압축기(10)와, 응축기(20)와, 팽창밸브(30)와, 에어컨증발기(40) 및 이들을 차례로 연결하는 냉매순환파이프(35)로 이루어지는 냉동장치에 있어서, 상기 팽창밸브(30)와 에어컨증발기(40)사이의 냉매순환파이프(35) 중간에 삼방밸브(50)가 설치되어 그 일방은 팽창밸브(30) 방향에 연결되고 다른 일방은 에어컨증발기(40) 방향에 연결되며, 상기 삼방밸브(50)의 나머지 일방에는 분류파이프(60)가 연결되고 상기 분류파이프(60)의 타단에 냉장고증발기(70)가 연결되고, 상기 냉장고증발기(70)와 상기 에어컨증발기(40)에 일단이 각각 연결되는 합류파이프(80)가 상기 압축기(10)에 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치.
제 1항에 있어서, 상기 분류파이프(60)의 타단은 다수개로 분리 형성되어 각각에 다수개의 독립된 냉장고증발기(70a,70b,70c)가 연결되고, 상기와 같이 분리된 분류파이프(60)에는 냉장고증발기(70a,70b,70c)의 온/오프스위치(72a,72b,72c)에 의해 개폐되는 제어밸브(74a,74b,74c)가 각각 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 합류파이프(80)와 상기 압축기(10)사이에는 압축기(10)로 투입되는 냉매의 온도나 압력 등의 상태를 감지하는 센서부(90)가 설치되고, 상기 센서부(90)의 감지결과에 따라 이미 설정된 기준값과의 비교를 수행하고 그 결과에 따른 밸브구동신호를 출력하는 마이컴(100)이 설치되며, 상기 팽창밸브(30)는 상기 마이컴(100)의 밸브구동신호에 따라 밸브저항이 조절되도록 구동부(32)를 구비하여 형성되는 것을 특징으로 하는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치.
제 3항에 있어서, 상기 에어컨증발기(40)와 상기 냉장고증발기(70)로 분기되는 냉매흐름의 양이 조절되도록, 상기 삼방밸브(50)의 외측에 형성된 조절노브(52)의 방향에 따라 회동되도록 형성된 조절변(54)이 상기 삼방밸브(50)의 내부에 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨과 냉장고의 통합 냉동장치.