KR20020021936A - 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동 사이클에서 저온 상태의 냉매 액체에 의해 압축기가 결빙되어 냉각 효율이 저하되는 것이 방지되는 냉각장치에 관한 것으로서, 종래의 냉각장치는 응축기에서 열교환기에 공급되는 냉매 액체가 팽창밸브의 과다 개도에 의해 많은 량이 열교환기에 공급되는 경우, 액분리기에서 냉매 액체가 기화되지 못한 상태에서 압축기에 공급되어 압축기가 결빙되는 문제점이 있었던 바, 본 발명에 따른 냉각장치는 압축기 결빙방지수단을 구비하여 팽창 밸브가 과다 개도되더라도 액분리기에서 냉매 액체를 완전 기화시켜 압축기에 냉매 액체가 공급되는 것을 방지하도록 한 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 냉각장치는 압축기 결빙에 의한 냉각 효율 저하 및 냉각 사이클 중단이 방지됨으로써 안정적인 냉각 사이클을 수행할 수 있게 된다.

Description

냉각장치{A chiller}

본 발명은 냉각장치에 관한 것으로, 특히, 냉동 사이클에서 저온 상태의 냉매 액체에 의해 압축기가 결빙되어 냉각 효율이 저하되는 것을 방지하는 냉각장치에 관한 것이다.

종래의 냉각장치를 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 냉각장치는 압축기(1)에서 기체 상태인 냉매를 고압, 고온으로 압축하여 응축기(2)에 전달하고, 응축기(2)에서 고압, 고온의 냉매 기체를 고압, 저온상태의액체 냉매가 되도록 응축한다.

그리고, 응축기(2)에서 고압, 저온상태로 응축된 액체 냉매는 팽창 밸브(3)의 개폐와 개도 정도에 따라 열교환기(4)에 전달된다.

그리고, 열교환기(4)에 전달된 고압, 저온 상태의 냉매 액체는 냉각 대상물과 상호 열교환하여 주위의 열을 흡수하면서 저압, 고온 상태의 기체 또는 액체 상태가 된다.

그리고, 열교환기(4)에서 열교환되면서 저압, 고온 상태의 냉매 기체 또는 냉매 액체는 액분리기(5)에 공급되어 기체와 액체가 상호 분리되고, 저압 및 고온 상태의 기체만이 압축기(1)에 전달되어 다시 고온 및 고압 냉매기체로 압축된다.

따라서, 종래의 냉각장치는 압축, 응축, 팽창, 열교환, 액분리 과정으로 된 냉각 사이클을 반복하면서 냉각작용이 이루어진다.

그러나, 이러한 종래의 냉각장치는 냉각능력을 증대시키기 위해 팽창 밸브의 개도를 크게 하여 고압, 저온 상태인 많은 양의 냉매 액체를 열교환기에 공급하는 경우, 공급된 냉매 액체가 열교환기에서 충분한 시간 동안의 열교환하면서 저압 및 고온 상태의 냉매 기체가 되지 않고 저온 상태를 계속적으로 유지한 상태에서 액분리 능력 이상으로 액분리기에 공급된다.

따라서, 액분리기에서 냉매 액체가 완전히 기화되지 않고 압축기에 공급되어 압축기를 결빙시키는 문제점이 발생된다.

이에 본 발명은 액분리기에 과다 공급된 냉매 액체를 완전 기화시켜 압축기에 냉매기체만이 공급되도록 함으로써 압축기의 결빙을 방지하여 냉각 효율저하를 방지하는 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 목적을 이루기 위해, 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 액분리기를 순차적으로 순환하는 냉동사이클을 수행하는 냉동장치에 있어서, 압축기에서 응축기로 전달되는 고압, 고온 상태의 냉매 기체 일부를 액분리기에 역공급하여 액분리기에서 저압, 고온 상태의 냉매 액체를 기화시켜 압축기에 냉매 기체만이 공급되도록 하는 압축기 결빙 방지수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 냉각장치를 설명하기 위한 도면.

도 2 는 본 발명에 따른 냉각장치를 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1,10 : 압축기 2,11 : 응축기

3,12 : 팽창밸브 4,13 : 열교환기

5,14 : 액분리기 100 : 솔레노이드 밸브

101 : 콘트롤러 102 : 온도감지센서

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉각장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 냉각장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각장치는 기체 상태의 냉매를 고압, 고온으로 압축하는 압축기(10)와, 압축기에서 압축된 냉매 기체를 고압, 저온 상태의 냉매 액체로 응축하는 응축기(11)와, 응축기에서 응축된 냉매 액체를 개도 정도에 따라 공급 또는 차단하는 팽창밸브(12)와, 팽창밸브(12)의 개도에 따라 고압, 저온 상태의 냉매 액체를 공급받고, 공급된 고압, 저온 상태의 냉매 액체와 냉각 대상물이 상호 열교환하여 저압, 고온 상태의 냉매 액체 또는 냉매 기체로 되는 열교환기(13)와, 열교환기에서 저압, 고온 상태의 냉매 액체 또는 냉매 기체가 공급되어 액체와 기체가 상호 분리되어 기화된 냉매 기체를 압축기(10)에 재공급하는액분리기(14)를 포함하여 이루어지고, 압축기(10)에서 응축기(11)로 전달되는 고압, 고온 상태의 냉매 기체 일부를 액분리기(14)에 역공급하여 액분리기에서 저압, 고온 상태의 냉매 액체를 기화시켜 압축기의 결빙을 방지하는 결빙 방지수단이 포함된다.

이와 같은 본 발명에 따른 냉각장치의 압축기(10), 응축기(11), 팽창밸브(12), 열교환기(13), 액분리기(14)는 종래의 냉각장치와 동일한 구성으로 이루어져 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 본 발명의 요부인 압축기 결빙 방지수단에 대해 구체적으로 설명한다.

압축기 결빙 방지수단은 압축기(10)에서 압축된 고압, 고온의 냉매 기체 일부를 액분리기(14)에 공급시켜 열교환기(13)에서 열교환되어 액분리기에 공급되는 저압, 고온의 냉매 기체 또는 냉매 액체중 냉매 액체를 기화시키기 위한 것이다.

이러한 압축기 결빙 방지수단의 구성은 압축기(10)에서 압축된 고압, 고온의 냉매 기체 일부를 액분리기(14)에 공급하는 바이패스관(점선으로 도시)과, 바이패스관에 설치된 솔레노이드 밸브(100)와, 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 콘트롤러(101)와, 응축기(11)에서 응축되어 열교환기(13)으로 전달되는 고압, 저온의 냉매 액체의 온도를 감지하여 콘트롤러(101)에 솔레노이드 밸브 작동신호를 전달하는 온도감지 센서(102)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 온도 감지 센서(102)는 냉매 액체의 온도가 -10℃ 이하인 경우 콘트롤러(101)에 솔레노이드 밸브 작동신호를 전달하도록 셋팅된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 냉각장치를 통한 냉각을 설명한다.

본 발명에 따른 냉각장치는 액분리기(14)에서 공급된 저압,고온의 냉매 기체를 압축기(10)에서 압축하여 고압, 고온 상태가 되도록 한다.

그리고, 이 고압, 고온 상태의 냉매 기체는 응축기(11)에서 응축되어 고압, 저온 상태의 냉매 액체가 된다.

응축기(11)에서 고압, 저온 상태가 된 냉매 액체는 팽창 밸브(12)의 개도에 따라 열교환기(13)에 공급되고, 열교환기(13)에서 외부의 냉각 대상물과 열교환하면서 주위를 냉각시키면서 저압, 고온 상태의 냉매 기체 또는 냉매 액체가 된다.

그리고, 열교환기(13)에서 열교환된 저압, 고온 상태의 냉매 기체 또는 냉매 액체는 액분리기(14)에 공급되어 기체와 액체가 분리되어 기화되면서 냉매 기체만이 압축기(10)에 다시 공급되어 상기의 과정을 반복하는 냉각 사이클을 형성하게 된다.

이와 같은 냉각 사이클을 형성하는 본 발명에 따른 냉각장치는 응축기(11)에서 응축된 냉매 액체의 온도가 저온(-10℃ 이하)이고 팽창밸브(12)가 과다 개도되더라도 압축기(10)의 결빙 현상을 방지한다.

즉, 냉각 사이클 중 응축기(11)에서 응축되는 고압, 저온 상태의 냉매 액체 온도가 -10℃ 이하가 되고, 팽창밸브(12)가 과다 개도되면 냉매 액체는 열교환기(13)에서 완전하게 열교환되지 않은 상태에서 액분리기(14)의 액분리 처리능력 이상으로 액분리기에 공급되어 기화되기 전에 압축기(10)에 냉매 액체가 공급된다.

그러나, 본 발명에 따른 냉각장치는 온도감지센서(102)에서 감지한 냉매 액체의 온도가 -10℃ 이하가 되면 콘트롤러(101)에 솔레노이드 밸브 작동신호를 전달하게 되고, 콘트롤러(101)는 솔레노이드 밸브(100)를 작동시켜 점선으로 도시된 바이패스관을 통해 압축기(10)에서 압축된 고압, 고온 상태의 냉매 기체가 액분리기(14)에 전달한다.

따라서, 본 발명에 따른 냉각장치는 고압, 고온 상태의 냉매 기체에 의해 냉매 액체를 기화시켜 압축기(10)에 냉매 액체가 유입되는 것을 방지하여 압축기(10)가 냉매 액체에 의해 결빙되는 것이 방지된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각장치는 냉매 액체의 온도가 저온이더라도 압축기가 결빙되는 것이 방지되어 압축기 결빙에 의한 냉각 효율 저하 및 냉각 사이클 중단이 방지됨으로써 안정적인 냉각 사이클을 수행할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 액분리기를 순차적으로 순환하면서 냉동사이클을 수행하는 냉각장치에 있어서,

   상기 압축기에서 상기 응축기로 전달되는 고압, 고온 상태의 냉매 기체 일부를 상기 액분리기에 역공급하여 상기 액분리기에서 저압, 고온 상태의 냉매 액체를 기화시켜 상기 압축기에 냉매 기체만이 공급되도록 하는 압축기 결빙 방지수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 결빙 방지수단은 상기 압축기에서 압축된 고압, 고온의 냉매 기체 일부를 액분리기에 공급하는 바이패스관과;

   상기 바이패스관에 설치된 솔레노이드 밸브와;

   상기 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 콘트롤러와;

   상기 응축기에서 응축되는 고압, 저온의 냉매 액체의 온도를 감지하여 상기 콘트롤러에 솔레노이드 밸브 작동신호를 전달하는 온도감지 센서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각장치.
3. 청구항 2 에 있어서,

   상기 온도 감지 센서는 상기 냉매 액체의 온도가 -10℃이면 상기 솔레노이드 밸브작동신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.