KR200300275Y1 - refrigeration system - Google Patents

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KR200300275Y1
KR200300275Y1 KR20-2002-0027158U KR20020027158U KR200300275Y1 KR 200300275 Y1 KR200300275 Y1 KR 200300275Y1 KR 20020027158 U KR20020027158 U KR 20020027158U KR 200300275 Y1 KR200300275 Y1 KR 200300275Y1
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Abstract

본 고안은 냉동시스템(공조기, 히트 펌프등)애 관한 것으로, 그 목적은 고압측 냉매와 저압측 냉매의 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 냉동기류의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하며, 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열 도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 냉동시스템을 제공하는데 있다.The present invention relates to a refrigeration system (air conditioner, heat pump, etc.), and its purpose is to reduce the evaporation pressure of the refrigerator by using azeotropic mixture (different evaporation temperature and condensation temperature) of the high pressure refrigerant and low pressure refrigerant Even when the condensation pressure is increased, it can improve performance and reduce the power consumption of the compressor, and it prevents the decrease of cooling capacity and heating capacity during winter outdoor temperature decrease and summer outdoor temperature rise, and condensation by optimal control of refrigerant flow rate during operation. It is to provide a refrigerating system to optimally control the rise of the pressure and the superheat of the refrigerant vapor at the compressor inlet to prevent the overload of the compressor to improve the performance and to prevent the damage of the compressor.

Description

냉동시스템{refrigeration system}Refrigeration system {refrigeration system}

본 고안은 고압측 냉매와 저압측 냉매의 비공비(증발 온도의 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 냉동기류(공조기, 히트 펌프등)의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하며, 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 것이다.The present invention uses azeotropes (different evaporation temperature) mixed refrigerant of high pressure refrigerant and low pressure refrigerant to improve the performance and the power required of the compressor even when the evaporation pressure is lowered and the condensation pressure is increased. It can reduce the cooling temperature and heating capacity when the outside air temperature decreases in winter and the outside temperature rises in the summer, and the condensation pressure rises and the superheat of the refrigerant vapor at the compressor inlet by the optimum control of the refrigerant flow rate during operation. Optimally controlled to prevent the overload of the compressor to improve the performance and to prevent damage to the compressor.

통상의 냉동시스템은, 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 냉각팬(수냉식의 경우 공기가 아닌 물이며 기타 다른 냉각제나 기기가 사용되며 설명상 공기로 한다)의 송풍에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 그리고 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 송풍기(피 냉각 물체에 따라 액체나 우유 기타 냉동장치의 종류나 구조에 따라 증발기의 종류가 많으나 여기서는 설명상 공기로 한다)에 의하여 송풍되는 공기를 열 교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기로 냉매가스를 복귀시키는 증발기로 이루어진 냉매 순환 사이클이다.A typical refrigeration system includes a compressor for compressing a refrigerant gas at a high temperature and high pressure to a condensation pressure, and a refrigerant compressed in the compressor using a cooling fan (in the case of water cooling, water rather than air, and other coolants or devices are used. A condenser condensed into the liquid phase by heat dissipation by air blowing; an expansion valve for expanding a liquid refrigerant in a high temperature and high pressure state condensed by the condenser into a gaseous refrigerant in a low pressure state by throttling, and an expansion valve. While the expanded refrigerant is evaporated, the air blown by a blower (e.g., there are many types of evaporators depending on the type and structure of liquid, milk, and other freezing devices depending on the object to be cooled, but here is air for explanation). A refrigerant net consisting of an evaporator that cools by heat exchange and returns refrigerant gas to the compressor. The cycle.

이러한 냉동시스템은, 냉동사이클 동안 기체→액체 및 액체→기체로 연속적으로 상태변화 한다. 또한 수액 기는 액상 냉매만을 팽창 밸브 쪽으로 공급하기 위한 것으로, 냉동사이클의 부하변동에 대응하여 냉매를 일시 저장함과 아울러 액냉매에 함유된 미 응축냉매나 불 응축가스를 분리하는 작용을 하며, 또 가용전(Fusible Plug)이 설치되는 경우 이 가용전을 이용하여 냉동시스템 이상으로 냉매가 과열되었을 때 냉매를 강제적으로 배출시켜 시스템을 보호하게 된다.This refrigeration system continuously changes state from gas to liquid and liquid to gas during the refrigeration cycle. In addition, the fluid receiver supplies only the liquid refrigerant to the expansion valve, and temporarily stores the refrigerant in response to load changes in the refrigeration cycle, and separates the uncondensed refrigerant and the uncondensed gas contained in the liquid refrigerant. (Fusible Plug) is installed to protect the system by forcibly discharging the refrigerant when the refrigerant is overheated beyond the refrigeration system.

한편, 증발기로부터 배출되는 냉매가스가 완전히 증발되지 않은 경우 배출되는 냉매가스에는 액상냉매가 함유되어 있고, 또한 냉동시스템의 가동을 중단한 경우 증발기와 압축기 사이의 관로에 존재하는 냉매가스가 액상으로 변한다. 따라서압축기로 액상 냉매가 유입되는 일이 발생할 수 있다. 액냉매는 비압축성 유체이기 때문에 압축기로 액냉매 유입되면 액압축 현상이 발생하여 망치로 두드리는 듯한 소음, 즉 소위 해머링 노이즈가 발생함은 물론 액냉매가 압축되지 않음으로 인하여 압축기의 소손이 유발된다.On the other hand, when the refrigerant gas discharged from the evaporator is not completely evaporated, the refrigerant gas discharged contains liquid refrigerant, and when the refrigeration system is stopped, the refrigerant gas existing in the pipeline between the evaporator and the compressor is changed to the liquid phase. . Therefore, the liquid refrigerant may be introduced into the compressor. Since the liquid refrigerant is an incompressible fluid, when the liquid refrigerant flows into the compressor, a liquid compression phenomenon occurs and a hammer tapping noise, that is, a hammering noise, is generated, and the compressor is damaged by not compressing the liquid refrigerant.

따라서, 압축기 내부로 액냉매가 유입되는 것을 근본적으로 차단할 필요성이 요청되고, 이를 위하여 증발기와 압축기 사이에는 액냉매를 분리하고 냉매가스만을 압축기로 공급하기 위한 액분리기가 설치된다.Therefore, there is a need to fundamentally block the inflow of liquid refrigerant into the compressor, and for this purpose, a liquid separator is provided between the evaporator and the compressor to separate the liquid refrigerant and supply only the refrigerant gas to the compressor.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 냉동시스템에 있어서는, 증발 압력 저하 및 응축압 상승시 급격한 성능저하 및 압축기의 운전동력이 증가하여 압축기의 소손을 발생하며 에너지의 낭비가 심하며, 겨울철에 외기 온도의 저하시 및 여름철 외기온도 상승시 냉동능력(냉방능력) 및 응축 열량(난방능력)이 저하하고, 냉동 시스템의 냉매의 유량이 최적 상태로 운전되지 못하여 낮은 성능과 높은 에너지 손실이 발생하는 실정이다.However, in the conventional refrigeration system as described above, when the evaporation pressure is lowered and the condensation pressure is increased, the sudden decrease in performance and the operating power of the compressor is increased, causing the compressor to burn out and wasting energy, and when the outside air temperature is lowered in winter. And when the outside air temperature rises in summer, the refrigeration capacity (cooling capacity) and the heat of condensation (heating capacity) is lowered, the flow rate of the refrigerant of the refrigeration system is not operating in an optimal state, the low performance and high energy loss occurs.

또한, 통상적인 냉동시스템에서는 응축압의 상승시 냉동 시스템의 정지 및 압축기의 과부하발생으로 소손이 발생하는 단점이 있다.In addition, the conventional refrigeration system has a disadvantage in that the burnout occurs due to the stop of the refrigeration system and the overload of the compressor when the condensation pressure rises.

본 고안의 목적은 고압 냉매와 저압 냉매의 비공비(증발 온도의 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 냉동기류의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하며, 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 냉동시스템을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to use azeotropes (different evaporation temperature) mixed refrigerant of high pressure refrigerant and low pressure refrigerant to improve the performance and reduce the power consumption of the compressor even when the evaporation pressure of the refrigeration flow is lowered and the condensation pressure is increased, It prevents the cooling and heating deterioration when the outdoor air temperature decreases in winter and when the outdoor air temperature rises in summer, and by controlling the refrigerant flow rate optimally during operation, the condensation pressure is increased and the superheat degree of the refrigerant vapor at the compressor inlet is optimally controlled. It is to provide a refrigeration system to prevent the overload to improve the performance and to prevent damage to the compressor.

도 1은 본 고안에 따른 냉동시스템을 계통도로서, 난방 시를 나타낸 도면1 is a schematic diagram showing a refrigeration system according to the present invention, when heating

도 2는 본 고안에 따른 냉동시스템을 계통도로서, 냉방 시를 나타낸 도면Figure 2 is a schematic diagram of a refrigeration system according to the present invention, showing the cooling time

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 - 압축기 2 - 응축기1-compressor 2-condenser

3 - 증발기 4 - 팽창변3-evaporator 4-expansion valve

5 - 사방변 6 - 냉매 제어장치5-Four sides 6-Refrigerant controller

7 - 팽창변 8 - 열교환기7-expansion valve 8-heat exchanger

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 냉동시스템은, 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매가스를 압축기로 복귀시키는 증발기를 포함하여 이루어지는 냉동시스템에 있어서, 상기 응축기 및 증발기의 냉매 가스 및 액 냉매 액을 냉매 제어 장치에 인입 시켜 저장하고 필요시 저압 측으로 인입 시켜 고압측 및 저압측 냉매 유량 및 열량(냉방 및 난방)등을 제어하는 냉매 제어 장치부; 상기 냉매 제어 장치부에 있어서 응축기 출구의 냉매 액을 열교환기에 인입 시켜서 냉매 제어 장치의 증발기 및 응축기에서 입입된 냉매를 냉각시키는 열교환부를 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the refrigeration system according to the present invention, a compressor for compressing and discharging the refrigerant gas at a high temperature and high pressure state, a condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor in the liquid phase, the high temperature condensed in the condenser An expansion valve for expanding a high pressure liquid refrigerant to a low pressure liquid refrigerant, and evaporating while achieving a refrigerating effect by heat exchange with the object to be cooled using evaporative latent heat of the refrigerant while evaporating the refrigerant expanded in the expansion valve. A refrigeration system comprising an evaporator for returning a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant gas to a compressor, wherein the refrigerant gas and liquid refrigerant liquid of the condenser and the evaporator are introduced into and stored in the refrigerant control device, and if necessary, the refrigerant gas is introduced into the low pressure side. And a refrigerant control unit that controls a low pressure side refrigerant flow rate and heat amount (cooling and heating). And a heat exchanger configured to cool the refrigerant introduced from the evaporator and the condenser of the refrigerant control device by introducing the refrigerant liquid from the condenser outlet into the heat exchanger.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the preferred embodiments based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors will properly interpret the concept of terms in order to best explain their own design. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

도 1을 참조하면서 본 고안에 따른 냉동시스템에 대하여 설명한다.A refrigeration system according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

참조부호 (1)는 압축기로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 위블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.Reference numeral 1 denotes a compressor, which is used to suck refrigerant gas and compress it at high temperature and high pressure to discharge it, and according to the purpose of use, various types such as reciprocating type, crank type, swash plate type, wobble plate type, rotary type, scroll type, etc. Compressor can be applied.

이 압축기(1)의 토출라인은 응축기(2)와 연결되며, 이 응축기(2)는 상기 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 방열시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 되어 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 응축기(2)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서, 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 응축기(2) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다.The discharge line of the compressor (1) is connected to the condenser (2), the condenser (2) is condensed into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure by radiating the refrigerant gas compressed and discharged from the compressor (1). Although not shown in detail here, the condenser 2 includes a plurality of tubes forming a predetermined flow path by connecting an inlet header, an outlet header, and an inlet / outlet header to communicate with each other, and between the tubes. Any of the conventional forms with corrugated heat transfer fins can be applied. Therefore, the air blown by the cooling fan passes through the heat transfer fins between the tubes, and in this process, the refrigerant flowing in the condenser 2 is deprived of heat to the air blower to perform the condensation of the refrigerant.

한편, 압축기(1)의 입구 라인 쪽에는 후술하는 팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이 때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열 교환시켜 냉동효과를 달성하는 하는 증발기(3)가 연결된다. 상기 증발기(3)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서, 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 증발기(3) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기의 온도(열량)를 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다.On the other hand, the inlet line side of the compressor (1) by evaporating the refrigerant flowing from the expansion valve (4) to be described later by using the latent heat of evaporation at this time evaporator to heat exchange the object to be cooled and the refrigerant to achieve a freezing effect ( 3) is connected. The evaporator 3 includes a plurality of tubes forming a predetermined flow path by connecting an inlet header and an outlet header and the inlet / outlet headers so as to communicate with each other, and corrugated heat transfer fins stacked between the tubes. With conventional forms may be applied. Therefore, the air blown by the cooling fan passes through the heat transfer fins between the tubes, and in this process, the refrigerant flowing in the evaporator 3 takes the temperature (heat amount) of the blowing air, and thus the refrigerant evaporates.

그리고, 증발기(3)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 증발기(3)로 공급하기 위한 팽창밸브(4)가 설치된다. 이 팽창밸브(4)는, 여기서는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 감온실 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 압력전달로드를 통하여 고압냉매유로의 궤도를 조절하는 내부 균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 쾌도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변을 사용하며 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.In addition, an expansion valve 4 for supplying the liquid refrigerant in the high temperature and high pressure state supplied to the evaporator 3 so as to easily evaporate by expanding the liquid refrigerant in the high temperature and high pressure state supplied by the throttling action at the inlet end of the evaporator 3. Is installed. Although not shown in detail, the expansion valve (4) has an internal pressure equalizing, capillary tube for controlling the trajectory of the high-pressure refrigerant flow path through the pressure transfer rod by the expansion displacement of the diaphragm according to the temperature inside the temperature reduction chamber. The thermostatic expansion valve, generally called TEV, can be used in various forms, such as external pressure regulation to control the comfort of the high-pressure refrigerant flow path by expansion displacement of the diaphragm.

도1에 따른 냉매의 흐름은 압축기(1)에서 고온 고압의 냉매 가스로 압축되고 사방변(5)을 거처 응축기(2)에서 열교환후 기상에서 액상으로 변환후 팽창변(5)를 지나면서 감압되어서 증발기(3)의 인입 헤더(20)와 출구 헤더(21)를 거처 사방변(5)을 지나 압축기(1)의 흡입부로 인입 된다. 상기 응축기(2)의 출구의 냉매 액은 증발기(3)의 전단에서 분기하여 냉매 제어 밸브(30)를 거처 팽창변(7)에서 감압되고 열교환기(8)에서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매와 열교환후 저압측으로 인입 된다.The flow of the refrigerant according to FIG. 1 is compressed into a refrigerant gas of high temperature and high pressure in the compressor 1, and is decompressed through the expansion valve 5 after the heat exchange in the condenser 2 through the four sides 5 and converting from the gas phase into the liquid phase. The inlet header 20 and the outlet header 21 of the evaporator 3 are introduced into the suction part of the compressor 1 via the four sides 5. The refrigerant liquid at the outlet of the condenser 2 branches at the front end of the evaporator 3, passes through the refrigerant control valve 30, is decompressed at the expansion valve 7, and inside the refrigerant control device 6 at the heat exchanger 8. After heat exchange with refrigerant, it is drawn to low pressure side.

또한 증발기(3)의 입구 헤더(20) 및 출구 헤더(21)에의 냉매는 냉매 제어장치(6)로 인입 되어 냉각되어 저장되고, 냉매 제어 밸브(33)에 의해 저압부로 인입 된다.In addition, the refrigerant to the inlet header 20 and the outlet header 21 of the evaporator 3 is introduced into the refrigerant control device 6, cooled and stored, and is introduced into the low pressure portion by the refrigerant control valve 33.

본 고안에 따르면, 상기 냉매 제어 장치(6)는 증발기(3)의 입구 헤더(20) 및 출구 헤더(21)에서 냉매를 압력 센서(51, 52, 53, 54, 55, 56) 및 온도 센서(61, 62, 63, 64, 65, 66)로 제어되는 제어밸브(31, 32)를 개폐하여 냉매 제어 장치(6)로 인입 되어 저장되고, 압력 센서(51, 52, 53, 54, 55, 56) 및 온도 센서(61, 62, 63, 64, 65, 66)로 제어되는 제어 밸브(33)를 통하여 저압부로 인입 된다. 상기 제어 밸브(31, 32)의 개(Open)시 냉매 제어 장치(6)의 내부로 냉매 인입에 의한 내부 압력 상승으로 인한 냉매 유입이 되지 않으므로 냉매 제어 밸브(30)를 개(Open)하여 냉매액을 팽창변(7)을 통하여 감압 하여서 열교환기(8)에 인입 시켜서 냉매 제어 장치(6)의 내부를 냉각 및 압력을 저하 시켜서 제어 밸브(31, 32)를 통한 냉매의 인입을 원활히 하게 한다. 제어 밸브(31, 32, 33)는 응축기(2)의 고압상승시 제어 밸브(32) 개(Open) 하고, 압축기(1)의 출구의 냉매 가스 온도 상승시 및 압축기(1)의 흡입 냉매 가스의 과열도가 상승시 제어 밸브(6)를 개(Open) 하여서 냉매 제어 장치(6)의 내부 냉매를 압축기(1)의 입구측으로 인입 시키고, 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다른 냉매) 혼합 냉매 사용시 겨울철 외기온 저하에의한 증발기(3)에서의 증발 온도 및 압력 저하에의한 압축기(1)의 흡입 냉매가스의 비체적이 커져 급격한 냉방능력 및 난방능력 저하시 저압측 냉매를 증발기(3)에서 제어 밸브(32)를 통하여 냉매 제어 장치에 인입 시켜서 고압측 냉매 및 혼합 냉매가 냉동 사이클을 순환하도록 하여서 냉방 및 난방 능력을 향상 시켜 주도록 한다.According to the present invention, the refrigerant control device 6 is a pressure sensor (51, 52, 53, 54, 55, 56) and the temperature sensor to cool the refrigerant in the inlet header 20 and outlet header 21 of the evaporator (3) The control valves 31 and 32 controlled by (61, 62, 63, 64, 65, 66) are opened and closed, are drawn into and stored in the refrigerant control device 6, and the pressure sensors 51, 52, 53, 54, 55 , 56) and the low pressure portion through the control valve 33 controlled by the temperature sensors 61, 62, 63, 64, 65, 66. When the control valves 31 and 32 are open, the refrigerant is not introduced into the refrigerant control device 6 due to the internal pressure rise due to the refrigerant inflow. Therefore, the refrigerant control valve 30 is opened to open the refrigerant. The liquid is reduced in pressure through the expansion valve (7) and introduced into the heat exchanger (8) to cool the inside of the refrigerant control device (6) and lower the pressure to facilitate the introduction of the refrigerant through the control valves (31, 32). The control valves 31, 32, 33 open the control valve 32 when the high pressure of the condenser 2 rises, and when the temperature of the refrigerant gas at the outlet of the compressor 1 rises, and the suction refrigerant gas of the compressor 1 is opened. Control valve 6 is opened when the degree of superheat rises, the internal refrigerant of the refrigerant control device 6 is introduced into the inlet side of the compressor 1, and the azeotrope (the refrigerant having different evaporation temperature and condensation temperature) is mixed. When the refrigerant is used, the evaporator temperature in the evaporator 3 decreases due to the decrease in the outside air temperature in winter, and the specific volume of the refrigerant gas intake of the compressor 1 increases due to the pressure drop. Into the refrigerant control device through the control valve 32 to allow the high-pressure side refrigerant and the mixed refrigerant to circulate the refrigeration cycle to improve the cooling and heating capabilities.

도 2는 본 고안의 계통도중 냉방 시로서, 이때에는 상기 증발기(3)가 응축기로 사용되며, 상기 응축기(2)는 증발기로 사용되고, 사방변(5)의 접속은 압축기(1)의 토출라인이 증발기(3)에 연결되고, 상기 응축기(2)는 압축기(1)의 입구 측과 연결되도록 한 상태이다. 상기 냉방 사이클 때 비공비 혼합 냉매 사용시 제어 밸브(31)를 개(Open)하여 냉매를 냉매 제어 장치(6)로 인입 하여서 저압측 냉매 및 혼합 냉매로 운전 하게 한다.2 is a cooling diagram in the system of the present invention, in which the evaporator 3 is used as a condenser, the condenser 2 is used as an evaporator, and the four sides of the connection 5 are connected to the discharge line of the compressor 1. The condenser 2 is connected to the inlet side of the compressor 1. When the non-azeotropic mixed refrigerant is used during the cooling cycle, the control valve 31 is opened to introduce the refrigerant into the refrigerant control device 6 to operate as the low pressure side refrigerant and the mixed refrigerant.

본고안의 냉매 제어 장치(6)는 실외기 또는 실내기에서 부착 가능 하며, 실내기 부착시에는 제어 밸브(31, 32)를 실내기의 응축기(2)에 설치 하면 된다.The refrigerant control device 6 of the present disclosure can be attached to an outdoor unit or an indoor unit. When the indoor unit is attached, the control valves 31 and 32 may be installed in the condenser 2 of the indoor unit.

또한 응축기(2) 및 증발기(3)의 열교환기의 형태는 판형(Plate), 쉘앤튜브(shell and tube) 또는 다통 크로스 핀튜브(Cross fin and tube)등이 사용 될 수 이고, 비공비 혼합 냉 또는 단일 냉매가 사용 될 수 있다. 단일 냉매 사용시에는 최적의 냉매 순환량 제어 및 압축기(1)의 입구측 냉매의 과열도를 제어 한다.In addition, the heat exchanger of the condenser (2) and the evaporator (3) may be plate, shell and tube or cross fin and tube, non-azeotropic mixed cold Or a single refrigerant can be used. In the case of using a single refrigerant, the optimum refrigerant circulation amount control and the superheat degree of the inlet refrigerant of the compressor 1 are controlled.

전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 본 고안은 고압측 냉매와 저압 측 냉매의 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다름) 혼합 냉매를 사용 하여서 냉동기류의 증발압력 저하 및 응축압력 상승시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지 하며, 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 장치로서 기존 냉동기, 에어컨, 히트 펌프 등의 냉동기기에 부착하여 성능 향상 및 동력에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.As will be apparent from the above description, the present invention improves performance even when the evaporation pressure of the refrigerator is lowered and the condensation pressure is increased by using a non-azeotropic mixture (different evaporation temperature and condensation temperature) of the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant. It can reduce the power required of the compressor, prevent the decrease of cooling capacity and heating capacity when the outside air temperature decreases in winter and the outside temperature rises in the summer, and the condensation pressure rises and the refrigerant at the compressor inlet by the optimum control of the refrigerant flow rate during operation. This device is designed to prevent the overload of the compressor by optimally controlling the degree of superheat of steam to prevent the compressor from overheating and to prevent the damage of the compressor.It is attached to existing refrigerators, air conditioners, heat pumps, etc. It can be effective.

Claims (4)

냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상 냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매가스를 압축기로 복귀시키는 증발기를 포함하여 이루어지는 냉동시스템에 있어서,A compressor for compressing and discharging the refrigerant gas to a high temperature and high pressure state, a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor to a liquid phase, and an expansion for expanding the high temperature and high pressure liquid refrigerant condensed in the condenser into a low pressure liquid refrigerant A valve and an evaporator for evaporating the refrigerant gas of low temperature and low pressure to return to the compressor while achieving a refrigeration effect by heat exchange with the object to be cooled using the latent heat of evaporation while evaporating the refrigerant expanded by the expansion valve. In the refrigeration system made of, 상기 응축기 또는 증발기의 냉매를 냉매 제어 장치에 저장 및 저압 측으로 인입 시켜 냉매순환 유량 및 열량(냉방 및 난방 능력)을 제어 하는 냉매 제어 장치부;A refrigerant control unit configured to control the refrigerant circulation flow rate and heat quantity (cooling and heating capability) by storing the refrigerant of the condenser or the evaporator in the refrigerant control unit and introducing the refrigerant to the low pressure side; 상기 냉매 제어 장치부에 있어서 응축기 출구의 냉매액을 냉매 제어 장치에 부착된 열교환기에 인입 시켜서 냉매 제어 장치를 냉각 시키는 열교환부를 특징으 하는 냉동시스템.And a heat exchanger configured to cool the refrigerant control device by introducing the refrigerant liquid from the condenser outlet into a heat exchanger attached to the refrigerant control device. 제 1항에 있어서, 냉매 제어 장치부는 응축기 또는 증발기의 냉매를 제어 장치에 의해 제어되는 제어 변을 통하여 냉매 제어 장치에 인입 시키고, 저압측으로 제어변을 통하여 인입 시키는 장치와 냉매를 저장하고 냉각 및 감압을 시키는 열교환기를 포함하는 냉매 제어 장치로 이루어진 시스템.The apparatus of claim 1, wherein the refrigerant control unit stores the refrigerant and the refrigerant for introducing the refrigerant of the condenser or the evaporator into the refrigerant control device through a control valve controlled by the control device, and introduces the refrigerant flowing into the low pressure side through the control valve. Refrigerant control system comprising a heat exchanger for making. 제 1항에 있어서, 열교환부는 응축기 출구의 냉매액을 제어변 및 팽창변을 통해서 냉매 제어 장치에 부착된 열교환기에 인입 시킨후 저압부로 인입 시키는 시스템.The system of claim 1, wherein the heat exchange part introduces the refrigerant liquid at the condenser outlet into the heat exchanger attached to the refrigerant control device through the control valve and the expansion valve, and then introduces the refrigerant liquid into the low pressure section. 제 1항에 있어서, 비공비(증발 온도 및 응축 온도 다름) 혼합 냉매를 사용 하는 냉동 시스템에서 고압측 및 저압측 냉매 순환량을 제어 하기 위하여 냉매 제어 장치부를 실내기 또는 실외기에 사용한 시스템.The system according to claim 1, wherein the refrigerant control unit is used in an indoor unit or an outdoor unit to control the high and low pressure refrigerant circulation in a refrigeration system using an azeotropic (different evaporation temperature and condensation temperature) mixed refrigerant.
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CN110145883A (en) * 2019-05-23 2019-08-20 青岛澳柯玛智慧冷链有限公司 A kind of multi-stage heat exchanger water cooling system for built-in showcase

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