KR20030037560A - 냉동사이클 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동사이클에 관한 것으로서, 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 기체냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브를 통과한 액체냉매를 실내공기와 열교환시켜 저온저압의 기체냉매로 증발시키는 증발기와, 상기 팽창밸브와 상기 증발기 사이에서 상기 증발기로 보내지는 냉매의 유량이 냉매 온도에 따라 제어될 수 있도록 하는 냉매유량 제어부로 구성되어,

냉매유량 제어부로 온도에 따라 그 형상이 변화하는 형상 기억 합금을 사용하여 다변수 유량 제어 및 부하 변화에 따른 냉매의 유량 제어가 용이하며, 온도에 따라 직접 제어가 가능할뿐만 아니라, 빠른 응답성을 나타내기 때문에 정확한 유량 제어가 가능하며 효율적인 냉동사이클의 설계가 가능하다는 효과가 있다.

Description

냉동사이클 { Refrigerating cycle }

본 발명은 냉동사이클에 관한 것으로서, 특히 냉매의 온도에 따라 팽창밸브에서 증발기로 보내지는 냉매의 유량이 제어되도록 하는 냉동사이클에 관한 것이다.

일반적으로 냉동사이클은 작동유체가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 통과하면서 저온부의 열을 고온부로 이동시킴으로 냉방 또는 냉난방을 수행하게 되는 것으로 공기조화기, 냉장고 등에 적용된다

도1 은 종래의 기술에 따른 제1 냉동사이클이 도시된 구성도이다.

종래의 제1 냉동사이클은 도1 에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)를 통과한 냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)를 통과한 냉매를 감압시켜 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 팽창밸브(30)와, 상기 팽창밸브(30)를 통과한 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기(40)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 팽창밸브(30)는 모세관으로 형성되어 상기 응축기(20)를 통과한 냉매를 감압시킴과 아울러 상기 냉매의 유량을 제어할 수 있도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 냉동사이클은 상기 모세관에 의해서만 냉매의 유량을 제어하기 때문에 용량 가변 시스템이나 다변수 냉매유량 제어가 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술에 의한 제2 냉동사이클은 도2 에 도시된 바와 같이, 팽창밸브(50)로써 응축기(20)를 통과한 냉매를 감압시켜 저온저압의 액체냉매로 감압시키고 냉매 유량을 제어하기 위해 회로의 전기적 신호에 의해 냉매관을 개폐시키는 전자팽창밸브가 사용된다.

이러한, 상기 전자팽창밸브은 전기적 신호에 의해 개폐되는 정도를 조절하여상기 응축기(20)를 통과한 냉매의 유량을 제어할 수 있고 또한 다변수 냉매유량 제어가 가능하여 효율적인 냉동사이클이 가능하다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 냉동사이클의 냉매유량 제어장치는 회로의 전기적 신호에 의해 상기 전자팽창밸브을 제어하여 냉매의 유량을 제어하기 때문에 그 수명에 한계가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 팽창밸브에서 증발기로 내보내어지는 냉매의 유량을 온도에 따라 그 형상이 변화하는 형상 기억 효과를 이용하여 냉매의 유량을 제어함으로써 응답특성이 빠르고 정확한 냉매 유량 제어가 가능할뿐만 아니라, 온도에 따라 형상이 변화하는 메커니즘을 이용하여 그 수명이 반영구적인 냉동사이클의 냉매유량 제어장치를 제공하는데 있다.

도1 은 종래의 기술에 따른 제1 냉동사이클의 구성이 도시된 구성도,

도2 는 종래의 기술에 따른 제2 냉동사이클의 구성이 도시된 구성도,

도3 은 본 발명에 따른 냉동사이클의 구성이 도시된 구성도,

도4 는 도3 의 냉매유량 제어부가 도시된 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 압축기20; 응축기

40: 증발기60: 팽창밸브

70: 냉매유량 제어부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 냉동사이클의 특징에 따르면, 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 기체냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브를 통과한 액체냉매를 실내공기와 열교환시켜 저온저압의 기체냉매로 증발시키는 증발기와, 상기 팽창밸브와 상기 증발기 사이에서 상기 증발기로 보내지는 냉매의 유량이 냉매 온도에 따라 제어될 수 있도록 하는 냉매유량 제어부로 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3 은 본 발명에 따른 냉동사이클의 구성이 도시된 구성도이다.

본 발명에 의한 냉동사이클은 도3 에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)를 통과한 냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)를 통과한 냉매를 감압시켜 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 팽창밸브(60)와, 상기 팽창밸브(60)를 통과한 냉매의 유량을 제어하는 냉매유량 제어부(70)와, 상기 냉매유량 제어밸브(70)를 통과한 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기(40)로 구성된다.

이때, 상기 팽창밸브(60)는 상기 응축기(20)를 통과한 냉매의 압력을 감압시키고 냉매의 유량을 제어할 수 있도록 냉매관을 회로의 전기적 신호에 의해 개폐시키는 전자팽창밸브로 이루어지며, 상기 냉매유량 제어부(70)는 상기 팽창밸브(60)를 통과한 냉매의 유량을 온도에 따라 제어하게 되는바, 도4 및 도5 에 도시된 바와 같이, 복수개의 형상 기억 합금(71, 72, 73)이 냉매관의 내측에 형성된다.

이러한, 형상 기억 합금은 일정한 온도에서 형상을 기억시키고 온도를 낮추어 형상을 변형시킨 경우 형상을 기억시킨 온도로 상승시킬때 원래의 형태로 복원되는 형상 기억 효과와, 형상 복원 온도보다 높은 온도에서 힘을 가하여 형상을 변화시킨후 힘을 제거하면 원래의 형태로 복원되는 초탄성 효과를 이용하는 것으로서, 메카니즘이 매우 간단하고 마찰과 소음의 적고 온도변화에 따라 빠른 응답성을 보이기 때문에 유연 구조물의 능동진동제어가 가능하다.

따라서, 상기 냉매유량 제어부(70)는 냉매의 온도변화에 따라 복수개의 형상 기억 합금(71, 72, 73)의 직경이 변화하게 되고 이로 인해 통과되는 냉매의 유량이 변하게 된다.

또한, 상기 복수개의 형상 기억 합금(61, 62, 63)의 형상 복원 온도를 각각 다르게 함으로써 상기 복수개의 형상 기억 합금(61, 62, 63)의 형상 변화에 의한 냉매의 통과량을 다양하게 제어할 수 있기 때문에 보다 효율적인 냉매 유량 제어가 가능한다.

따라서, multi-type 의 다변수 유량제어나 인버터 타입의 부하 변화에 따른 냉매 유량의 제어가 용이하며 온도 변화에 대한 응답성이 빠르기 때문에 효율적인 냉동사이클이 가능하고, 반영구적인 형상 기억 합금을 사용하여 냉동사이클의 수명 또한 증가하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 냉동사이클의 냉매유량 제어장치는 냉매관의 내부에 온도에 따라 형상이 변화하는 복수개의 형상 기억 합금을 설치하여 냉매의 유량을 제어할 수 있도록 하여 정확한 유량 제어가 가능할뿐만 아니라 온도에 따른 빠른 응답성으로 통해 효율적인 냉매의 유량 제어가 가능하다는 효과가 있다.

또한, 수명이 반영구적인 형상 기억 합금을 사용하기 때문에 냉동사이클 시스템을 반영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 기체냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브를 통과한 액체냉매를 실내공기와 열교환시켜 저온저압의 기체냉매로 증발시키는 증발기와, 상기 팽창밸브와 상기 증발기 사이에서 상기 증발기로 보내지는 냉매의 유량이 냉매 온도에 따라 제어될 수 있도록 하는 냉매유량 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉매유량 제어부는 냉매관의 내측에 설치되어 온도에 따라 그 형상이 변화하는 복수개의 형상 기억 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 냉매유량 제어장치.