KR20000037580A

KR20000037580A - 냉장고

Info

Publication number: KR20000037580A
Application number: KR1019980052205A
Authority: KR
Inventors: 김광일; 강성철; 김의준
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2000-07-05
Also published as: GB9927100D0; US6289691B1; KR100549063B1; JP2000205735A; CN1292219C; BR9905777A; JP3382908B2; GB2344413B; GB2344413A; CN1255614A

Abstract

본 발명은, 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터의 냉매를 증발시키며 상호 직렬연결된 복수의 증발기를 갖는 냉장고에 관한 것으로서, 상기 복수의 증발기를 연결하는 연결냉매관과, 상기 응축기로부터 인출되어 상기 연결냉매관과 열전달하는 인터쿨러관을 특징으로 한다. 이에 의해, 배관의 연결작업이 용이해지고, 냉매누설 가능성이 감소되는 냉장고가 제공된다.

Description

냉장고

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉장실증발기와 냉동실증발기를 연결하는 연결냉매관과, 응축기로부터의 인터쿨러관을 접촉시켜 열교환하도록 한 냉장고에 관한 것이다.

이러한 냉장고는 응축기의 일영역으로부터 인출된 냉매배관을 증발기 영역의 냉매배관과 열교환하도록 한 인터쿨러 냉각시스템을 구비함으로써, 응축기를 과냉시키고 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 상승시킨다.

도 5는 종래의 인터쿨러 냉동시스템을 구비한 냉장고의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 냉장고의 냉동시스템은, 냉장고 본체의 후방 하부에 설치된 압축기(51)와, 본체의 전영역에 걸쳐 배치되어 있는 응축기배관(54)으로 형성된 응축기(53)와, 냉매를 감압팽창시키는 모세관(55)과, 냉매를 증발시켜 냉장실 및 냉동실을 냉각시키는 냉장실증발기(58) 및 냉동실증발기(57)를 포함한다.

냉동실증발기(57)와 냉장실증발기(58)는 응축기(53)로부터의 냉매가 냉동실증발기(57)로 유입되도록 순차적으로 직렬연결되어 있으며, 각 증발기는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일정 간격을 두고 다수 적층된 전열핀(63)과, 전열핀(63)을 관통하며 지그재그로 절곡된 냉매배관으로 이루어진다.

여기서, 냉장실증발기(58)의 냉매배관은, 도 7에 도시된 바와 같이, 소정 작은 직경을 갖는 내관(60)과, 내관(60)의 일측에 접하는 외관(62)으로 형성되며, 내관(60)과 외관(62)은 알루미늄 압출 성형에 의해 일체로 형성되어 있다. 냉동실증발기(57)를 향한 외관(62)의 입구측에는 냉동실증발기(57)와 냉장실증발기(58)를 연결하는 연결냉매관(59)이 결합되며, 외관(62)의 출구측에는 압축기(51)로 연장되는 압축기배관(65)이 결합된다. 그리고, 내관(60)의 입구측 단부에는 응축기(53)로부터 연장된 응축기배관(54)이 결합되고, 내관(60)의 출구측 단부에는 모세관(55)으로 연결되는 냉매배관이 결합된다.

따라서, 냉장실증발기(58)의 냉매배관은, 냉동실증발기(57)로부터의 냉매가 유동하는 외관(62)과, 응축기(53)로부터 유입된 냉매가 유동하는 내관(60)이 일체로 압출성형되어 있으며, 내관(60)을 유동하는 냉매는 외관(62)을 유동하는 냉매의 방향과 역류하여 유동하게 된다.

이러한 구성에 의한 냉동시스템이 가동하면, 압축기(51)에서 압축된 냉매는 응축기(53)로 유입되어 응축기배관(54)을 따라 유동하면서 응축되며, 응축기배관(54)을 따라 유동된 냉매는 증발기 냉매배관의 내관(60)으로 유입된다. 내관(60)으로 유입된 냉매는 외관(62)을 따라 유동하는 냉매와 열교환하여 과냉되어 모세관(55)으로 연결되는 냉매배관으로 배출된 다음, 모세관(55)을 통과하며 팽창하여 냉동실증발기(57)로 유입된다. 냉동실증발기(57)로 유입된 냉매는 냉동실내에서 열교환하여 냉매의 건도가 상승된 다음, 연결냉매관(59)을 통해 냉장실증발기(58)의 외관(62)으로 유입된다. 외관(62)을 따라 유동하는 냉매는 내관(60)을 따라 유동하는 냉매와 열교환되어 온도가 소정 상승된 다음, 압축기배관(65)을 따라 압축기(51)로 유입되게 된다.

이러한 종래의 냉동시스템은, 냉장실증발기(58) 냉매배관의 내관(60)과 외관(62)을 유동하는 냉매간에 상호 열교환이 이루어진다. 여기서, 내관(60)을 유동하는 냉매는 온도가 하강하여 냉매의 응축효율이 향상되며, 외관(62)을 유동하는 냉매는 온도가 상승하여 압축기(51)로 유입됨에 따라 압축기(51)의 손상을 방지하게 된다.

한편, 종래의 냉장실증발기(58)의 내관(60)과 외관(62)에는, 응축기배관(54)과 연결냉매관(59) 및 압축기배관(65)이 결합되며, 이 때, 내관(60)과 외관(62)의 직경은 응축기배관(54)과 연결냉매관(59) 및 압축기배관(65)의 직경에 비해 작다. 따라서, 내관(60)과 외관(62)을 각 배관에 결합시키기 위해서는 내관(60)과 외관(62)의 양측 단부를 각 배관의 직경과 동일하도록 확경시켜야 한다.

그런데, 내관(60)과 외관(62)이 일체로 압출성형되어 있으므로, 내관(60)과 외관(62)을 확경시키기가 용이하지 아니하며, 내관(60)의 양단부와 외관(62)의 양단부에 각각 한 쌍씩의 결합개소가 증가함에 따라 작업성이 저하되고 냉매누설 가능성이 증가한다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 냉동시스템의 고효율을 유지하면서, 배관 작업을 용이하게 하며, 냉매누설 가능성을 감소시킬 수 있도록 한 냉장고를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 인터쿨러 냉동시스템을 구비한 냉장고의 구성도,

도 2는 도 1의 일 실시예에 의한 연결냉매관 영역의 부분 평면도,

도 3은 도 1의 다른 실시예에 의한 연결냉매관 영역의 부분 평면도,

도 4는 본 발명과 종래의 냉동시스템의 에너지효율을 비교한 표,

도 5는 종래의 인터쿨러 냉동시스템을 구비한 냉장고의 구성도,

도 6은 도 5의 증발기 단면도,

도 7은 도 6의 증발기 냉매배관의 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 압축기 3 : 응축기

4 : 응축기배관 5 : 모세관

7 : 냉동실증발기 8 : 냉장실증발기

9 : 연결냉매관 10 : 인터쿨러관

15 : 압축기배관

상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터의 냉매를 증발시키며 상호 직렬연결된 복수의 증발기를 갖는 냉장고에 있어서, 상기 복수의 증발기를 연결하는 연결냉매관과, 상기 응축기로부터 인출되어 상기 연결냉매관과 열전달하는 인터쿨러관을 특징으로 하는 냉장고에 의해 달성된다.

여기서, 상기 인터쿨러관은, 상기 응축기의 유출단 영역에서 인출되며, 상기 응축기의 냉매관 및 상기 연결냉매관보다 작은 직경을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 인터쿨러관은 상기 연결냉매관내의 냉매 유동방향의 반대방향으로 냉매가 유동하도록 배치되어 있는 것이 열교환에 효과적이다.

그리고, 상기 인터쿨러관은 상기 연결냉매관에 평행하게 접촉되어 있거나, 상기 연결냉매관의 외표면을 나선상으로 감싸는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 인터쿨러관과 상기 연결냉매관이 평행하게 설치되는 경우, 상기 연결냉매관의 길이는, 약 1.4 내지 약 2.2 ｍ인 것이 최적의 열교환효율을 얻을 수 있다.

한편, 상기 인터쿨러관과 상기 연결냉매관은 상기 캐비넷내에 발포재에 의해 둘러싸여 간편하게 고정될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인터쿨러 냉동시스템을 구비한 냉장고의 구성도이다. 본 냉장고의 냉동시스템은, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(1)와, 본체의 전영역에 걸쳐 배치되어 냉매를 응축시키는 응축기배관(4)으로 형성된 응축기(3)와, 냉매를 감압팽창시키는 모세관(5)과, 냉매를 증발시켜 냉장실 및 냉동실을 냉각시키는 냉장실증발기(8) 및 냉동실증발기(7)를 가지고 있다. 여기서, 냉장실증발기(8)와 냉동실증발기(7)는 연결냉매관(9)에 의해 상호 연결되어 있으며, 냉장실증발기(8)와 압축기(1)는 압축기배관(15)에 의해 상호 연결되어 있다.

한편, 응축기배관(4)의 일측에 형성된 유출단으로부터 연결냉매관(9)을 향해 연장되어 축경된 인터쿨러관(10)을 형성하고 있으며, 이 인터쿨러관(10)은 연결냉매관(9)의 전구간에 걸쳐 접촉하도록 고정되어 있다. 여기서, 인터쿨러관(10)과 연결냉매관(9)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 열교환이 충분히 이루어지도록 연결냉매관(9)의 길이를 연장시켜 설치하거나, 인터쿨러관(10)을 밴딩시켜 연결냉매관(9)의 외표면을 나선상으로 감싸도록 설치할 수 있다. 인터쿨러관(10)과 연결냉매관(9)을 평행하게 결합시키는 경우, 종래 약 0.6 - O.8ｍ 정도이던 연결냉매관(9)의 길이를 약 1.4 - 2.2ｍ 정도로 연장시키는 것이 바람직하다. 한편, 인터쿨러관(10)과 연결냉매관(9)은 용접 등의 방법에 의해 상호 결합시켜 열을 직접 전달할 수 있도록 한다.

이러한 인터쿨러관(10)은, 인터쿨러관(10)을 유동하는 냉매의 방향이 연결냉매관(9)을 유동하는 냉매의 방향과 역류되도록, 인터쿨러관(10)의 입구측이 냉장실증발기(8)에 인접하고 인터쿨러관(10)의 출구측이 냉동실증발기(7)에 인접하도록 연결냉매관(9)에 고정되어 있다. 여기서, 인터쿨러관(10)과 연결냉매관(9)은 냉장고의 내상과 외상 사이 공간에 발포재를 발포시킬 때 일체로 발포하여 고정된다.

이러한 구성을 가지는 냉동시스템이 가동되면, 압축기(1)는 냉매를 고온고압으로 압축하고, 압축된 냉매는 응축기(3)로 유입되어 응축기배관(4)을 따라 유동하면서 응축되게 된다. 그리고, 응축기배관(4)을 따라 유동하던 냉매는 인터쿨러관(10)으로 유입되어 유동하며, 이 때, 인터쿨러관(10)을 유동하는 냉매는 연결냉매관(9)을 따라 유동하는 냉매와 상호 열교환하여 과냉되게 된다.

그런 다음, 인터쿨러관(10)을 통과한 냉매는 냉매배관을 지나, 모세관(5)을 통과하며 감압팽창하게 된다. 감압팽창된 냉매는 냉동실증발기(7)로 유입되어 냉동실 고내의 공기와 열교환한 다음, 연결냉매관(9)을 따라 유동하게 된다. 이 때, 연결냉매관(9)을 따라 유동하는 냉매는 인터쿨러관(10)을 따라 유동하는 냉매와 열교환하게 된다. 인터쿨러관(10)과의 열교환을 통해 건도가 상승된 냉매는 냉장실증발기(8)로 유입되어 냉장실 고내의 공기와 열교환된 다음, 압축기배관(15)을 따라 유동하여 압축기(1)로 유입된다.

이에 따라, 종래에서처럼 냉장실증발기(8)에 내관과 외관을 형성하지 아니하고, 응축기배관(4)의 일부를 증발기측의 연결냉매관(9)과 접촉시켜 연결냉매관(9)과 인터쿨러관(10)을 따라 유동하는 냉매가 상호 열교환되도록 함으로써, 종래의 냉동시스템과 마찬가지로, 응축기(3)의 응축효율 향상과, 압축기(1)의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 종래의 냉장실증발기(8)에서는, 내관과 외관을 확관함에 따라, 내관과 외관을 해당 냉매배관과 결합시키는 작업이 용이하지 아니하였으나, 본 발명에 의하면, 냉장실증발기(8)가 단일의 통로로 형성된 냉매배관을 가지므로, 냉매배관에 연결냉매관(9)과 압축기배관(15)을 결합시키는 작업이 간편해진다. 그리고, 냉장실증발기(8)의 냉매배관과 연결냉매관(9) 및 압축기배관(15)과의 결합개소가 감소되어 냉매누설 가능성이 저하된다.

한편, 도 4에 도시된 표는, 본 발명과 종래의 냉동시스템의 에너지효율을 비교한 비교표이다. 여기서, 본 발명의 실시예는, 연결냉매관(9)의 길이를 1.8ｍ 정도로 형성하고, 인터쿨러관(10)과 연결냉매관(9)을 평행하게 용접결합시킨 상태의 에너지효율을 시험한 결과이다.

도 4에 기재된 바와 같이, 종래의 냉동시스템은 압축기(1)의 운전 시간이 24.9분이고, 압축기(1)의 정지 시간이 16.6분으로써, 전체 사이클시간은 41.5분이다. 이에 비해, 본 발명의 냉동시스템은 압축기(1)의 운전 시간이 40.1분이고, 압축기(1)의 정지시간이 16.9분으로써, 전체 사이클시간은 40.1분이다. 따라서, 종래의 냉동시스템은 전체 사이클시간에 대한 압축기(1) 운전 시간의 비인 Rr이 60.1% 이고, 본 발명의 냉동시스템은 Rr이 57.9%이므로, 종래에 비해 압축기(1) 운전 시간이 줄어들어 효율이 향상된다.

또한, 소비전력량에 있어서, 종래의 냉동시스템의 월평균 소비전력량은 43.1㎾이고, 본 발명의 냉동시스템의 월평균 소비전력량은 41.9㎾이므로, 약 2.9%의 전력이 절약된다.

이와 같이, 본 발명의 냉동시스템은, 응축기배관(4)으로부터 연장된 인터쿨러관(10)을 연결냉매관(9)과 접촉하도록 구성함으로써, 종래의 냉동시스템에서 얻을 수 있는 에너지효율을 그대로 유지하면서, 냉동시스템의 구성시 배관의 연결작업이 용이해지고, 냉매누설 가능성이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 실시예에서는, 응축기(3)를 통과하며 응축된 냉매가 냉동실증발기(7)로 유입되도록 냉동시스템을 구성하였으나, 응축기(3)로부터의 냉매가 냉장실증발기(8)로 유입되도록 냉동시스템을 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 배관의 연결작업이 용이해지고, 냉매누설 가능성이 감소되는 냉동시스템 및 이를 구비한 냉장고를 제공한다.

Claims

압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터의 냉매를 증발시키며 상호 직렬연결된 복수의 증발기를 갖는 냉장고에 있어서,

상기 복수의 증발기를 연결하는 연결냉매관과,

상기 응축기로부터 인출되어 상기 연결냉매관과 열전달하는 인터쿨러관을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,

상기 인터쿨러관은, 상기 응축기의 유출단 영역에서 인출되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 2 항에 있어서,

상기 인터쿨러관은 상기 응축기의 냉매관보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 3 항에 있어서,

상기 인터쿨러관은 상기 연결냉매관보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 4 항에 있어서,

상기 인터쿨러관은 상기 연결냉매관내의 냉매 유동방향의 반대방향으로 냉매가 유동하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 5 항에 있어서,

상기 인터쿨러관은 상기 연결냉매관에 평행하게 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 6 항에 있어서,

상기 연결냉매관의 길이는, 약 1.4 내지 약 2.2 ｍ인 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 5 항에 있어서,

상기 인터쿨러관은 상기 연결냉매관의 외표면을 나선상으로 감싸는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 인터쿨러관과 상기 연결냉매관은 상기 캐비넷내에 발포재에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 냉장고.