KR19990034531A - 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 증발기에서 압축기로 흡입된 기체 냉매를 압축시킴에 있어서, 먼저 압축기로 적정 압력까지 1단 압축시킨 후 인터쿨러를 사용하여 1단 압축된 냉매를 냉각시키고 다시 원하는 압력에 까지 냉매를 2단 압축시키는 것을 특징으로 하는 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축 시스템을 제공하고자 한 것으로서, 이 시스템에 의하면 냉장고의 압축기에 제공되는 에너지의 양이 종래 냉장고에 비해 훨씬 줄어들게 된다.

Description

인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템

본 발명은 냉장고의 냉매 압축시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉장고의 압축기에 인터쿨러를 채용하여 냉매를 1단 압축한 후 냉각시키고 다시 2단 압축하여 압축기의 에너지 소모량을 감소시킨 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템에 관한 것이다.

냉장고라 함은 통상 물질의 상태 변화에 의한 잠열(증발열)을 이용하여 냉각시키는 전기 냉장고를 지칭한다.

또한 전기 냉장고는 식품을 저장하기 위한 냉장실이 있고 증발기면에 제빙 그릇을 올려 놓아 얼음을 만드는 냉장고와, 식품을 저장하기 위한 저장실을 2개 이상 갖고 있고 그 중 냉장실이 1개 이상이고 또 냉동실이 1개 이상 있는 냉동 냉장고로 분류된다.

본 발명에서 통상의 냉장고라 함은 상기 냉동 냉장고를 의미한다.

통상적으로 냉장고에 적용되는 냉동싸이클은 도 1 에 도시된 블록도에서 볼 수 있는 바와 같이, 압축기(1)(콤푸레샤), 핫파이프(2), 응축기(3)(콘덴서), 드라이어(4), 캐필러리 튜브(5)(모세관), 증발기(6)(에버포레이터), 색션파이프(7)로 구성되며, 이 속에 일정량의 냉매를 봉입하여 액체에서 기체로, 기체에서 액체로 변화시키면서 순환시키고 있다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

증발기(6) 속에 있는 액냉매는 증발기 주위 공기로 부터 증발에 필요한 열을 빼앗으면서 증발되고, 따라서 열을 빼앗긴 공기는 냉각되어 자연 대류 또는 팬에 의해 순환하면서 냉장고 속을 저온으로 유지하게 된다.

증발기(6) 속에는 캐필러리 튜브(5)에서 보내져 온 액냉매와 증발된 기체 냉매가 공존하고 있으며, 액체로 부터 기체로의 상 변화가 행해지고 있다.

증발기(6) 내에서 증발한 기체 냉매는 색션파이프(7)를 통해 압축기(1)에 흡입되고, 압축기(1)에 흡임된 냉매는 상온의 냉각수나 공기에 의해 쉽게 액화되는 상태로 압축된다. 즉, 고압,고온의 기체 냉매로 변한다.

이렇게 압축기(1)에서 고온, 고압으로 압축된 기체 냉매는 핫파이프(2)와 응축기(3)를 거치면서 상온의 냉각수나 공기에 의해 열교환되어 상온, 고압의 액냉매로 변한다.

액냉매는 다시 드라이어(4)를 거치면서 소정의 불순물과 수분이 제거되고, 캐릴러리 튜브(5)를 거치면서 미리 증발하기 쉬운 상태까지 압력이 낮아진다.

이렇게 압력이 낮아진 액냉매는 다시 증발기(6)로 유입되어 증발기 주위 공기로 부터 증발에 필요한 열을 빼앗으면서 증발된다.

이와 같은 냉장고의 냉동싸이클에 있어서, 전체 냉장고의 에너지 소모량 중에 압축기가 70% 이상의 에너지를 소비하고 있다.

따라서 냉장고의 에너지 소비를 줄이기 위해서는 압축기의 에너지 소모량을 줄이는 것, 즉 압축기의 효율을 높이는 것이 관건이다.

본 발명은 이러한 종래 냉장고 전체 에너지 소모량을 줄이기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 인터쿨러를 압축기에 채용하여 냉매의 압축 도중에 냉매를 냉각시키고 다시 압축함으로써 압축기에서 소모되는 에너지를 줄일 수 있도록 한 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축 시스템은,

증발기에서 압축기로 흡입된 기체 냉매를 압축시킴에 있어서, 먼저 압축기로 냉매를 적정 압력까지 1단 압축시킨 후 인터쿨러를 사용하여 1단 압축된 냉매를 냉각시키고 다시 원하는 압력에 까지 2단 압축시키는 데에 그 특징이 있다.

도 1 은 종래 일반적인 냉장고의 냉동싸이클을 보인 블록도.

도 2 는 본 발명에 따른 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템에 적용되는 냉동싸이클을 보인 블록도.

도 3 은 종래 냉장고 냉매 압축시스템의 P-h 다이어그램.

도 4 는 본 발명에 따른 냉장고 냉매 압축시스템의 P-h 다이어그램.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 압축기 2: 핫파이프

3: 응축기 4: 드라이어

5: 캐필러리 튜브 6: 증발기

7: 색션파이프 8: 인터쿨러(Intercooler)

이하, 본 발명에 따른 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명하고자 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템을 적용한 냉동싸이클을 도시한 블록도이다.

본 발명에 의한 인터쿨러를 채용한 냉매 압축시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 냉동싸이클인 압축기(1), 핫파이프(2), 응축기(3), 드라이어(4), 캐필러리 튜브(5), 증발기(6), 색션파이프(7)에서 압축기(1)에 인터쿨러(8)를 더 채용함으로써 완성된다.

즉, 압축기(1)에서 냉매가 P1에서 적정 압력 P2 까지 1단 압축하게 되면, 압력 P2에서 밸브가 작동하여 인터쿨러(8)의 냉각가스가 압축기의 케이스 내부를 순환하면서 1단 압축된 냉매를 냉각시키게 되고, 어느정도 냉매가 냉각되면 다시 압축기(1)에 의해 냉매를 P4까지 2단 압축하는 것이다.

따라서, 이러한 작용을 위해 인터쿨러내 냉각가스의 순환 관로를 압축기(1) 케이스 내부에 설치할 수 있다. 바람직하기로는 압축이 실시되는 실린더 주위에 인터쿨러의 냉각가스 순환 관로가 형성되는 것이다.

다른 방법으로는 냉매가 압축되는 압축기(1)의 실린더에 적정 압력 P2에서 작동하는 밸브를 설치하고, 이 밸브를 인터쿨러(8)에 연결하여 압축기 내에서 냉매가 1단 압축되고 난 후 인터쿨러(8)를 통하여 냉매가 냉각되고 다시 압축기에서 2단 압축되도록 구성할 수도 있는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 인터쿨러를 이용한 냉장고 냉매 압축시스템은 효과를 도 3 및 도 4 를 참조하여 설명한다.

도 3 은 종래 냉장고 냉매 압축시스템의 P-h 다이어그램 이고, 도 4 는 본 발명에 따른 냉장고 냉매 압축시스템의 P-h 다이어그램 이다.

도 3 과 도 4 를 참조하여 종래 냉장고와 본 발명에 따른 냉장고의 압축기가 사용하는 에너지가 어느 정도인지를 살펴보면, 종래 압축기는 흡입된 기체 냉매를 1단 압축에 의해 높은 압력, 높은 온도의 기체 냉매로 만들었기 때문에 소모되는 동력(일)은 도 3 의 P - h 다이어그램으로 부터 W_comp.= m_R(h4-h1) 임을 알 수 있다.

이에 반해 본 발명에 따른 인터쿨러를 채용한 냉장고의 냉매 압축 시스템에서 압축기가 소모하는 일의 양은 도 4 의 P - h 다이어그램으로 부터 W'_comp.= m_R(h2-h1)+(h4'-h3) 임을 알 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 냉매 압축시스템에서는 종래에 비해 압축기에 공급하여야 할 에너지가 상당히 줄어들게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축시스템은 압축기에 인터쿨러를 채용하여 냉매의 압축 도중에 어느정도 냉매의 온도를 냉각시킨 후 다시 압축함으로써 압축에 사용되는 에너지 소모량을 감소시키는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 증발기에서 압축기로 흡입된 기체 냉매를 압축시킴에 있어서, 먼저 압축기로 냉매를 적정 압력까지 1단 압축시킨 후 인터쿨러를 사용하여 1단 압축된 냉매를 냉각시키고 다시 원하는 압력에 까지 냉매를 2단 압축시키는 것을 특징으로 하는 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기는 1단 압축된 냉매의 압력하에서 작동되는 밸브를 구비하여 인터쿨러에 의한 냉매의 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 인터쿨러를 이용한 냉장고의 냉매 압축 시스템.