KR20030043038A - Refrigerating cycle and control method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉동사이클에 관한 것으로서, 특히 냉동사이클의 압축기 및 시스템 보호를 위해 고압측 압력이 과도하게 상승되는 것을 방지하기 위하여 바이패스 경로를 구성하는 냉동사이클 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigeration cycle, and more particularly to a refrigeration cycle constituting a bypass path and a control method thereof in order to prevent excessively high pressure side pressures for protecting the compressor and system of the refrigeration cycle.
일반적으로 냉동사이클은 작동유체가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 통과하면서 저온부의 열을 고온부로 이동시킴으로 냉방 또는 냉난방을 수행하게 되는 것으로 공기조화기, 냉장고 등에 적용된다.In general, the refrigeration cycle is applied to an air conditioner, a refrigerator, or the like to perform cooling or cooling by moving the heat of the low temperature portion to the high temperature portion while the working fluid passes through the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator.
도 1은 종래 기술의 냉동사이클이 도시된 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 압력조절밸브가 포함된 왕복동식 압축기가 도시된 단면도이며, 도 3은 종래 기술의 냉동사이클에서 외기조건에 따른 압축기의 토출 냉매배관의 압력 및 온도가 도시된 그래프이다.1 is a configuration diagram showing a conventional refrigeration cycle, Figure 2 is a cross-sectional view showing a reciprocating compressor including a pressure control valve according to the prior art, Figure 3 according to the outside conditions in the conventional refrigeration cycle The pressure and the temperature of the discharge refrigerant pipe of the compressor are graphs.
종래의 냉동사이클은 도 1에서 보는 바와 같이 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실외공기와 열교환을 통해 응축시키는 응축기(4)와, 상기 응축기(4)에서 중온고압으로 압축된 액체냉매를 감압시키는 팽창밸브(6)와, 상기 팽창밸브(6)를 통과하면서 저온저압으로 감압된 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기(8)로 구성되어 냉방시에는 냉매가압축기(2), 응축기(4), 팽창밸브(6), 증발기(8)를 순환하면서 실내공기를 차갑게 하고, 난방시에는 냉매가 역순으로 순환하면서 실내공기를 따뜻하게 한다.Conventional refrigeration cycle is a compressor (2) for compressing the refrigerant as shown in Figure 1, a condenser (4) for condensing the gas refrigerant compressed to high temperature and high pressure in the compressor (2) through heat exchange with outdoor air, and Expansion valve (6) for depressurizing the liquid refrigerant compressed to medium temperature and high pressure in the condenser (4), and an evaporator (8) for heat-exchanging the refrigerant decompressed to low temperature and low pressure while passing through the expansion valve (6) with indoor air. When cooling, indoor air is cooled while circulating the refrigerant compressor (2), condenser (4), expansion valve (6), evaporator (8), and when heating, the refrigerant circulates in reverse order to warm the room air.
상기와 같은 냉동사이클로 구성된 공기조화기가 냉방 작동될 때, 도 2에서 보는 바와 같이 실외측의 온도가 높아질수록 압축기(2)의 토출 압력 및 온도는 높아진다.When the air conditioner composed of the refrigeration cycle as described above is cooled, the discharge pressure and the temperature of the compressor 2 increase as the temperature of the outdoor side increases as shown in FIG. 2.
예를 들어, 표준조건(35/24℃)에서 압축기(2)의 토출 온도와 압력은 각각 80℃와 20kgf/cm2이고, 과부하조건(54/24℃)에서 압축기(2)의 토출 온도와 압력은 각각 108℃와 30kgf/cm2가 되어 실외측 온도가 특히 높은 경우 압축기(2)의 토출 온도 및 압력이 더 높게 나타난다.For example, the discharge temperature and the pressure of the compressor 2 under standard conditions (35/24 ° C.) are 80 ° C. and 20 kgf / cm 2 , respectively, and the discharge temperature of the compressor 2 under the overload condition (54/24 ° C.). The pressures are 108 ° C. and 30 kgf / cm 2 , respectively, so that the discharge temperature and pressure of the compressor 2 are higher when the outdoor temperature is particularly high.
즉, 냉동사이클에 과부하조건이 걸리게 되면, 상기 응축기(4)를 통과하면서 냉매는 실외공기에 의해 충분히 열교환되지 못함으로 응축기(4), 팽창밸브(6), 증발기(8)를 거치면서 상기 압축기(2) 측으로 표준조건 보다 상대적으로 높은 온도와 압력으로 유입되고, 상기와 같이 유입된 냉매는 상기 압축기(2)에서 압축되면서 압축기(2)의 신뢰성을 보장하는 온도 및 압력 범위를 벗어나게 되어 상기 압축기(2)의 신뢰성에 영향을 미치게 된다.That is, when an overload condition is applied to the refrigerating cycle, the refrigerant is not sufficiently heat exchanged by the outdoor air while passing through the condenser 4, and thus the compressor passes through the condenser 4, the expansion valve 6, and the evaporator 8. (2) is introduced into the temperature and pressure relatively higher than the standard condition, the refrigerant introduced as described above is out of the temperature and pressure range to ensure the reliability of the compressor (2) while being compressed in the compressor (2) the compressor This affects the reliability of (2).
따라서, 종래에는 압축기(2)의 신뢰성을 확보하기 위하여 내압성이 높은 왕복동식 압축기를 사용하거나, 압축기(2) 내부의 고압부와 저압부 사이에 압력조절밸브(Internal Pressure Relief Valve)를 설치한다.Therefore, conventionally, a reciprocating compressor having high pressure resistance is used to secure the reliability of the compressor 2, or an internal pressure relief valve is provided between the high pressure portion and the low pressure portion inside the compressor 2.
여기서, 왕복동식 압축기에 설치된 압력조절밸브(10)의 작동을 살펴보면, 도3에 도시된 바와 같이 흡입관(3)을 통하여 실린더 블록(4) 내부에 형성된 압축실(C)로 냉매가 흡입되고 편심축이 편심 회전되면, 편심 회전력을 직선 왕복운동으로 변환하는 커넥팅로드(6)가 직선운동을 함으로 상기 커넥팅 로드(6)와 연결된 피스톤(8)은 상기 압축실(C) 내의 냉매를 고온고압으로 압축하고, 고온고압으로 압축된 냉매는 토출관(9)을 통하여 압축기(2) 외부로 토출된다.Here, looking at the operation of the pressure regulating valve 10 installed in the reciprocating compressor, the refrigerant is sucked into the compression chamber (C) formed inside the cylinder block (4) through the suction pipe (3) as shown in FIG. When the shaft is eccentrically rotated, the connecting rod 6 converting the eccentric rotational force into a linear reciprocating motion is linear, so that the piston 8 connected to the connecting rod 6 moves the refrigerant in the compression chamber C to a high temperature and high pressure. The refrigerant compressed at high temperature and high pressure is discharged to the outside of the compressor 2 through the discharge tube 9.
이때, 상기 압축기(2) 측으로 유입되는 냉매의 온도 및 압력이 상기 압축기(2)의 신뢰성을 벗어나게 되면, 과부하 방지 기구가 작동되어 냉동사이클의 순환이 일시적으로 정지되기 이전에, 압력조절밸브(10)가 작동하게 되어 고압측으로부터 저압측으로 기체냉매를 토출시킴으로 일시적으로 압축기(2)에 걸리게 되는 과부하는 감소시킨다.At this time, if the temperature and pressure of the refrigerant flowing into the compressor (2) is out of the reliability of the compressor (2), the overload prevention mechanism is activated and before the circulation of the refrigeration cycle is temporarily stopped, the pressure control valve (10) ) Is activated to discharge the gas refrigerant from the high pressure side to the low pressure side, thereby reducing the overload caused by the compressor 2 temporarily.
그러나, 종래의 냉동사이클은 압축기에 설치된 압력조절 밸브를 이용하여 실외측 공기가 비교적 높은 경우 냉동사이클이 작동되더라도 압축기에 걸리는 과부하를 일시적으로 방지할 수 있으나, 압력조절 밸브는 고압부로부터 저압부로 고온고압의 기체냉매를 토출하기 때문에 저압부의 압력 및 온도가 상승하게 되어 냉동사이클을 순환하는 냉매의 압력 및 온도를 전반적으로 상승시킴으로 냉방능력이 매우 저하되는 문제점이 있다.However, the conventional refrigeration cycle using the pressure control valve installed in the compressor can temporarily prevent the overload on the compressor even if the refrigeration cycle is operated when the outdoor air is relatively high, the pressure control valve is a high temperature and high pressure from the high pressure portion to the low pressure portion Since the gas coolant is discharged, the pressure and temperature of the low pressure portion are increased, thereby raising the pressure and temperature of the refrigerant circulating in the refrigerating cycle as a whole.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉동사이클의 냉방 작동시 실외공기의 온도가 높은 경우 냉동사이클의 냉매를 바이패스 경로를 통하여 순환시킴으로 냉매의 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 뿐 아니라 냉방효율을 높일 수 있는 냉동사이클 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, when the temperature of the outdoor air during the cooling operation of the refrigeration cycle is increased excessively by circulating the refrigerant of the refrigeration cycle through the bypass path, The purpose of the present invention is to provide a refrigeration cycle and a method of controlling the same, which can increase the cooling efficiency as well as increase the reliability of the compressor.
도 1은 종래 기술의 냉동사이클이 도시된 구성도,1 is a block diagram showing a conventional refrigeration cycle,
도 2는 종래 기술에 따른 압력조절밸브가 포함된 왕복동식 압축기가 도시된 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing a reciprocating compressor including a pressure control valve according to the prior art,
도 3은 종래 기술의 냉동사이클에서 외기조건에 따른 압축기의 토출 냉매배관의 압력 및 온도가 도시된 그래프,3 is a graph showing the pressure and the temperature of the discharge refrigerant pipe of the compressor according to the outside conditions in the conventional refrigeration cycle,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동사이클이 도시된 구성도,4 is a configuration diagram showing a refrigeration cycle according to the first embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동사이클이 도시된 구성도,5 is a configuration diagram showing a refrigeration cycle according to a second embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉동사이클이 도시된 구성도,6 is a configuration diagram showing a refrigeration cycle according to a third embodiment of the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 냉동사이클의 바이패스 적용시 압축기의 흡입 압력 및 온도와 토출압력 및 온도가 도시된 그래프,7 is a graph showing the suction pressure and temperature and the discharge pressure and temperature of the compressor when the bypass cycle of the refrigeration cycle according to the present invention,
도 8은 본 발명에 따른 냉동사이클의 제어방법이 도시된 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a control method of a refrigeration cycle according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
52 : 압축기 54 : 응축기52 compressor 54 condenser
56 : 제1감압수단 58 : 증발기56: first reducing means 58: evaporator
62,72,82 : 제2감압수단 64,74,84 : 밸브62,72,82: second pressure reducing means 64,74,84: valve
66,76,86 : 압력스위치66,76,86: Pressure switch
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉동사이클은 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, 고압측의 과도한 압력 상승시 고압측의 냉매를 일부 저압측으로 흘려주는 바이패스 장치로 구성되고,The refrigeration cycle according to the present invention for solving the above problems is a compressor for compressing the refrigerant into a gas refrigerant of high temperature and high pressure, a condenser for condensing the gas refrigerant discharged from the compressor with the medium temperature and high pressure liquid refrigerant by heat exchange with the outdoor air An expansion valve for reducing the liquid refrigerant passing through the condenser with a low temperature low pressure liquid refrigerant, an evaporator for exchanging the liquid refrigerant passing through the expansion valve with indoor air to evaporate it into a low temperature low pressure gas refrigerant, and an excessive pressure on the high pressure side. Consists of a bypass device that flows the refrigerant on the high pressure side to the low pressure side when the pressure rises,
상기와 같은 냉동사이클의 제어방법은 냉동사이클의 작동시 압축기의 출구 측 냉매배관의 압력을 감지하는 압력 감지 단계와, 상기 압력 감지 단계에서 감지된 압력이 설정치 이상인 경우 그에 따른 제어신호가 발생시키는 신호 발생 단계와, 상기 신호 발생 단계에서 발생된 신호에 의해 고압측와 저압측을 연결하는 바이패스 경로를 개방하는 바이패스 단계로 이루어진다.The control method of the refrigeration cycle as described above is a pressure sensing step of detecting the pressure of the refrigerant pipe at the outlet side of the compressor during operation of the refrigeration cycle, and a signal that generates a control signal according to the pressure detected in the pressure sensing step is more than the set value And a bypass step of opening a bypass path connecting the high pressure side and the low pressure side by the signal generated in the signal generation step.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동사이클이 도시된 구성도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동사이클이 도시된 구성도이며, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉동사이클이 도시된 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a refrigeration cycle according to the first embodiment of the present invention, Figure 5 is a configuration diagram showing a refrigeration cycle according to a second embodiment of the present invention, Figure 6 is a third of the present invention A refrigeration cycle according to the embodiment is a configuration diagram.
상기 본 발명에 따른 냉동사이클은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 냉매는 압축기(52)에서 고온고압으로 압축되고, 상기 압축기(52)로부터 토출된 고온고압의 기체냉매는 응축기(54)를 통과하면서 실내측 송풍기(미도시)에 의해 강제 송풍된 실외공기와 열교환되어 응축되며, 상기 응축기(54)를 통과한 중온고압의 액체냉매는 제1감압수단(56)을 지나면서 감압됨과 동시에 상변화되고, 상기 제1감압수단(56)을 통과한 저온저압의 액체냉매는 증발기(58)를 통과하면서 실내측 송풍기(미도시)에 의해 강제 송풍된 실내공기와 열교환되어 다시 상기 압축기(52)로 유입되며, 냉동사이클을 순환하는 냉매가 비교적 고압을 유지하는 부분(이하 고압측이라 함)과 비교적 저압을 유지하는 부분(이하 저압측이라 함) 사이에는 바이패스 장치가 설치되어 고압측의 과도한 압력 상승시 고압측의 냉매를 일부 저압측으로 흘려주도록 한다.In the refrigerating cycle according to the present invention, as shown in FIGS. 4 to 6, the refrigerant is compressed at high temperature and high pressure in the compressor 52, and the gas refrigerant having the high temperature and high pressure discharged from the compressor 52 is connected to the condenser 54. While passing through and condensed by heat exchange with the outdoor air forcedly blown by the indoor side blower (not shown), the medium-temperature high-pressure liquid refrigerant passing through the condenser 54 is decompressed while passing through the first pressure reducing means (56) The low temperature and low pressure liquid refrigerant that has passed through the first pressure reducing means 56 is exchanged with the indoor air forcedly blown by an indoor blower (not shown) while passing through the evaporator 58, and the compressor 52 again. And a bypass device is installed between the portion where the refrigerant circulating in the refrigeration cycle maintains a relatively high pressure (hereinafter referred to as the high pressure side) and the portion that maintains a relatively low pressure (hereinafter referred to as the low pressure side), so And flowing a refrigerant to give a pressure increase when the high-pressure side toward the low-pressure part.
제1실시예는 도 4에 도시된 바와 같이 바이패스 장치가 상기 압축기(52)의 출구 측과 증발기(58)의 입구 측을 연결하는 제2감압수단(62)과, 상기 제2감압수단(62)에 설치되어 고압측의 냉매를 저압측으로 흘러가도록 상기 제2감압수단(62)을 개폐하는 밸브(64)와, 상기 압축기(52) 출구측에 설치되어 상기 압축기(52)의 출구 냉매배관에서 감지된 압력에 따라 상기 밸브(64)를 개폐시키는 압력스위치(66)로 구성된다.In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the second pressure reducing means 62 connects the outlet side of the compressor 52 to the inlet side of the evaporator 58 and the second pressure reducing means ( A valve 64 installed at the outlet 62 to open and close the second pressure reducing means 62 so that the refrigerant at the high pressure side flows to the low pressure side, and an outlet refrigerant pipe of the compressor 52 at the outlet of the compressor 52. It consists of a pressure switch 66 for opening and closing the valve 64 in accordance with the pressure sensed.
여기서, 상기 밸브(64)는 상기 압력스위치(66)에 감지된 압력이 설정치(P0) 이상인 경우 상기 압력스위치(66)로부터 신호를 받아 상기 제2감압수단(62)의 개폐를 조절함으로 상기 모세관(62)을 통하여 흐르게 되는 냉매유량을 조절하는 솔레노이드 밸브이다.Here, the valve 64 receives the signal from the pressure switch 66 when the pressure sensed by the pressure switch 66 is greater than or equal to the set value (P 0 ) by controlling the opening and closing of the second pressure reducing means (62). It is a solenoid valve for controlling the flow rate of the refrigerant flowing through the capillary tube (62).
따라서, 냉매는 냉동사이클 중에서 냉매가 가장 높은 압력 상태를 유지하는 압축기(52)의 출구측으로부터 낮은 압력 상태를 유지하는 증발기(58)의 입구측으로 유입되기 때문에 고압측의 압력을 가장 많이 낮출 수 있다.Therefore, since the refrigerant flows into the inlet side of the evaporator 58 maintaining the low pressure from the outlet side of the compressor 52 which maintains the highest pressure state in the refrigerating cycle, the pressure on the high pressure side can be lowered most. .
상기 제1실시예는 압축기(52)의 출구 측 압력이 설정치(P0) 이상이 되면 냉매의 일부가 압축기(52), 모세관(62), 증발기(58)를 통과하여 다시 압축기(52) 측으로 유입되는 바이패스 경로를 따라 흐르게 된다.In the first embodiment, when the outlet side pressure of the compressor 52 is greater than or equal to the set value P 0 , a part of the refrigerant passes through the compressor 52, the capillary tube 62, and the evaporator 58, and then returns to the compressor 52 side. It will flow along the incoming bypass path.
제2실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 팽창밸브(56)가 상기 응축기(54)로부터 유입되는 중온고압의 액체냉매를 각각 설정된 유량저항 비율에 따라 감압시키는 제1감압수단(56)은 상,하부(56a,56b)로 나뉘고, 상기 바이패스 장치는 상기 압축기(52)의 출구 측과 제1감압수단 하부(56b)의 입구 측을 연결하는 제2감압수단(72)과, 상기 제2감압수단(72)에 설치되어 고압측의 냉매를 저압측으로 흘러가도록 상기 제2감압수단(72)을 개폐하는 밸브(74)와, 상기 압축기(52) 출구측에 설치되어 상기 압축기(52)의 출구 냉매배관에서 감지된 압력에 따라 상기 밸브(74)를 개폐시키는 압력스위치(76)로 구성된다.In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the first pressure reducing means 56 for reducing the medium and high pressure liquid refrigerant flowing from the condenser 54 according to the set flow resistance ratio, respectively, is provided by the expansion valve 56. The bypass device is divided into upper and lower parts 56a and 56b, and the bypass device includes second reducing means 72 connecting the outlet side of the compressor 52 and the inlet side of the lower portion 56b of the first reducing means, and A valve 74 provided at the second pressure reducing means 72 to open and close the second pressure reducing means 72 so that the refrigerant on the high pressure side flows to the low pressure side, and the compressor 52 at the outlet of the compressor 52; It consists of a pressure switch 76 for opening and closing the valve 74 in accordance with the pressure sensed in the outlet refrigerant pipe of the.
여기서, 상기 밸브(74) 역시 상기 압력스위치(76)에 감지된 압력이 설정치(P0) 이상인 경우 상기 압력스위치(76)로부터 신호를 받아 상기 제2감압수단(72)의 개폐를 조절함으로 상기 제2감압수단(72)을 통하여 흐르게 되는 냉매유량을 조절하는 솔레노이드 밸브이다.Here, the valve 74 also receives a signal from the pressure switch 76 when the pressure sensed by the pressure switch 76 is greater than the set value (P 0 ) by adjusting the opening and closing of the second pressure reducing means (72) It is a solenoid valve for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the second pressure reducing means (72).
특히, 상기 제1감압수단 상부(56a)의 유량저항이 제1감압수단 하부(56b)의 유량저항보다 작은 경우 압축기(52) 출구의 냉매가 제2감압수단 하부(56b)의 입구로 유입되기 때문에 고압측의 압력을 크게 낮추지는 못하지만, 증발기(58)로 유입되는 압력이 낮기 때문에 상기 증발기(58)와 열교환되는 실내공기의 온도를 크게 낮출 수 있다.In particular, when the flow resistance of the upper portion 56a of the first pressure reducing means is smaller than the flow resistance of the lower portion 56b of the first pressure reducing means, the refrigerant from the outlet of the compressor 52 flows into the inlet of the lower portion 56b of the second pressure reducing means. Therefore, the pressure on the high pressure side may not be significantly reduced, but since the pressure introduced into the evaporator 58 is low, the temperature of the indoor air that is heat-exchanged with the evaporator 58 may be greatly reduced.
반면, 상기 제1감압수단 상부(56a)의 유량저항이 제1감압수단 하부(56b)의 유량저항보다 큰 경우 압축기(52) 출구의 냉매가 제2감압수단 하부(56b)의 입구로 유입되기 때문에 고압측의 압력을 크게 낮추지만, 증발기(58)로 유입되는 압력이 높기 때문에 상기 증발기(58)와 열교환되는 실내공기의 온도를 크게 낮출 수 없다.On the other hand, when the flow resistance of the upper portion 56a of the first pressure reducing means is greater than the flow resistance of the lower portion 56b of the first pressure reducing means, the refrigerant from the outlet of the compressor 52 flows into the inlet of the lower portion 56b of the second pressure reducing means. Therefore, the pressure on the high pressure side is greatly lowered, but since the pressure flowing into the evaporator 58 is high, the temperature of the indoor air that is heat-exchanged with the evaporator 58 cannot be significantly lowered.
상기 제2실시예는 압축기(52) 출구 측의 압력이 설정치(P0) 이상이 되면 냉매가 압축기(52), 제2감압수단(72), 제1감압수단 하부(56b), 증발기(58)를 통과하여 다시 압축기(52) 측으로 유입되는 바이패스 경로를 따라 흐르게 된다.In the second embodiment, when the pressure at the outlet of the compressor 52 is equal to or higher than the set value P 0 , the refrigerant is compressed into the compressor 52, the second pressure reducing means 72, the first pressure reducing means 56b, and the evaporator 58. ) And then flows along the bypass path, which flows back into the compressor (52).
제3실시예는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 바이패스 장치는 상기 응축기(54)의 출구 측과 압축기(52)의 입구 측을 연결하는 제2감압수단(82)과, 상기 제2감압수단(82)에 설치되어 고압측의 냉매를 저압측으로 흘러가도록 상기 제2감압수단(82)을 개폐하는 밸브(84)와, 상기 압축기(52) 출구측에 설치되어 상기 압축기(52)의 출구 냉매배관에서 감지된 압력에 따라 상기 밸브(84)를 개폐시키는 압력스위치(86)로 구성된다.In the third embodiment, as shown in FIG. 6, the bypass device includes second decompression means 82 connecting the outlet side of the condenser 54 and the inlet side of the compressor 52, and the second decompression means. A valve 84 provided at 82 to open and close the second pressure reducing means 82 to flow the refrigerant on the high pressure side to the low pressure side; and an outlet refrigerant of the compressor 52 at the outlet of the compressor 52. It consists of a pressure switch 86 for opening and closing the valve 84 in accordance with the pressure sensed in the pipe.
여기서, 상기 밸브(84) 역시 상기 압력스위치(86)에 감지된 압력이 설정치(P0) 이상인 경우 상기 압력스위치(86)로부터 신호를 받아 상기 제2감압수단(82)의 개폐를 조절함으로 상기 제2감압수단(82)을 통하여 흐르게 되는 냉매유량을 조절하는 솔레노이드 밸브이다.Here, the valve 84 also receives a signal from the pressure switch 86 when the pressure sensed by the pressure switch 86 is greater than the set value (P 0 ) by adjusting the opening and closing of the second pressure reducing means (82) It is a solenoid valve for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the second pressure reducing means (82).
따라서, 제3실시예는 고압측의 압력을 크게 낮추지는 못하지만, 냉매가 상기 증발기(58)를 거치지 않고 압축기(52)의 유입되기 때문에 일부 바이패스된 냉매의 증발에 의해서 압축기(52)의 과열을 방지하여 압축기(52)의 신뢰성을 확보할 수 있다.Therefore, the third embodiment does not significantly lower the pressure on the high pressure side, but because the refrigerant flows into the compressor 52 without passing through the evaporator 58, the compressor 52 is overheated by evaporation of some bypassed refrigerant. By preventing the reliability of the compressor 52 can be secured.
상기 제3실시예는 압축기(52) 출구 측의 압력이 설정치(P0) 이상이 되면 냉매가 압축기(52), 응축기(54), 제2감압수단(82)을 통과하여 다시 압축기(52) 측으로 유입되는 바이패스 경로를 따라 흐르게 된다.In the third embodiment, when the pressure at the outlet of the compressor 52 is greater than or equal to the set value P 0 , the refrigerant passes through the compressor 52, the condenser 54, and the second pressure reducing means 82, and the compressor 52 again. It will flow along the bypass path flowing into the side.
여기서, 상기 제1감압수단(56)과 제2감압수단(64,74,84)은 팽창밸브 또는 모세관 등 다양한 형태가 구성될 수 있다.Here, the first pressure reducing means 56 and the second pressure reducing means 64, 74, and 84 may be configured in various forms such as an expansion valve or a capillary tube.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention configured as described above are as follows.
실외공기의 온도가 과부하 조건(설정된 냉동사이클의 작동조건 이상)에서 작동되는 경우 냉매는 응축기(54)에서 충분하게 열교환되지 못하기 때문에 냉동사이클을 순환하면서 비교적 고온고압 상태로 상기 압축기(52) 측으로 유입되고, 상기 압축기(52) 측으로 유입된 냉매는 압축되어 토출된다.When the temperature of the outdoor air is operated under an overload condition (over a set operating condition of the refrigerating cycle), since the refrigerant is not sufficiently heat exchanged in the condenser 54, the refrigerant cycles toward the compressor 52 at a relatively high temperature and high pressure while circulating the refrigeration cycle. The refrigerant introduced into the compressor 52 is compressed and discharged.
여기서, 상기 압축기(52)의 출구 측에 설치된 압력 스위치(66,76,86)에 의해 설정치(P0) 이상의 압력이 감지되면 압력스위치(66,76,86)는 상기 제2감압수단(62,72,82)에 설치된 밸브(64,74,84)에 신호를 주어 상기 밸브(64,74,84)의 개폐정도에 따라 상기 제2감압수단(62,72,82)을 흐르는 유량을 조절하게 된다.Here, when the pressure of more than the set value (P 0 ) is sensed by the pressure switches (66, 76, 86) installed on the outlet side of the compressor 52, the pressure switches (66, 76, 86) are the second pressure reducing means (62). Signals flow through the second pressure reducing means (62, 72, 82) according to the opening and closing degree of the valves (64, 74, 84) by giving a signal to the valves (64, 74, 84) installed in the (72, 82) Done.
따라서, 냉매는 고압측으로부터 저압측으로 각각의 실시예에 따른 바이패스 경로를 따라 순환하게 된다.Thus, the refrigerant is circulated along the bypass path according to each embodiment from the high pressure side to the low pressure side.
도 7은 본 발명에 따른 냉동사이클의 바이패스 적용시 압축기의 흡입 압력 및 온도와 토출압력 및 온도가 도시된 그래프이다.7 is a graph showing the suction pressure and temperature and the discharge pressure and temperature of the compressor when the bypass of the refrigeration cycle according to the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이 냉동사이클의 바이패스가 적용되면, 압축기(52)의 흡입압력 및 온도는 상승하고, 압축기(52)의 토출 압력 및 온도는 압축기의 신뢰성을 확보할 수 있는 압력 및 온도 이하로 떨어지게 된다.When the bypass of the refrigeration cycle is applied as shown in Figure 7, the suction pressure and temperature of the compressor 52 is increased, the discharge pressure and temperature of the compressor 52 is the pressure and temperature to ensure the reliability of the compressor Will fall below.
따라서, 상기 압력스위치(66,76,86)가 감지한 상기 압축기(52) 출구 측의 압력(P)이 설정치(P0) 이하로 떨어지게 되면, 상기 압력스위치(66,76,86)로부터 신호를 받은 상기 밸브(64,74,84)가 닫히게 되어 바이패스 경로는 차단되고, 정상적인냉동사이클이 작동되어 냉매는 압축기(52), 응축기(54), 제1감압수단(56), 증발기(58)를 순환하게 된다.Therefore, when the pressure P of the outlet of the compressor 52 sensed by the pressure switches 66, 76, 86 drops below the set value P 0 , a signal from the pressure switches 66, 76, 86 is detected. The valves 64, 74, and 84 received are closed to bypass the bypass path, and the normal refrigeration cycle is operated so that the refrigerant is compressed by the compressor 52, the condenser 54, the first pressure reducing means 56, and the evaporator 58. Will cycle).
도 8은 본 발명에 따른 냉동사이클의 제어방법이 도시된 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a control method of a refrigeration cycle according to the present invention.
상기와 같이 구성된 본 발명의 냉동사이클의 제어방법은 먼저, 제1단계에서 압축기(52)에 전원이 인가되면 상기 제2팽창밸브(62,72,82)의 개폐를 조절하는 밸브(64,74,84)가 오프 상태를 유지하다.(S1,S2참조)The control method of the refrigeration cycle of the present invention configured as described above, first, when the power is applied to the compressor 52 in the first step valves (64, 74) for controlling the opening and closing of the second expansion valve (62, 72, 82) 84 remains off (see S1 and S2).
그리고, 제2단계는 압력스위치(66,76,86)에서 압축기(52)의 토출 측 압력(P)을 감지한다.(S3참조)The second step detects the discharge side pressure P of the compressor 52 by the pressure switches 66, 76 and 86 (see S3).
제3단계는 제2단계에서 감지된 압력(P)이 미리 설정된 압력(P0)보다 작은 경우 다시 압력스위치(66,76,86)에서 압축기(52)의 토출측 압력을 감지하고, 제2단계에서 감지된 압력(P)이 미리 설정된 압력(P0)보다 큰 경우 압력스위치(66,76,86)에서는 제어신호가 발생된다.(S4,S5참조)In the third step, when the pressure P detected in the second step is smaller than the preset pressure P 0 , the pressure switch 66, 76, 86 detects the discharge side pressure of the compressor 52, and the second step If the detected pressure P is greater than the preset pressure P 0 , the control signals are generated at the pressure switches 66, 76 and 86 (see S4 and S5).
제4단계는 제3단계에서 발생된 제어신호에 의해 밸브(64,74,84)가 온 상태로 전환되어 상기 제2팽창밸브(62,72,82)를 통하여 냉매가 바이패스 경로를 따라 흐르도록 하여 고압측이 냉매가 저압측으로 이동되도록 한다.(S6참조)In the fourth stage, the valves 64, 74, and 84 are turned on by the control signal generated in the third stage, and the refrigerant flows along the bypass path through the second expansion valves 62, 72, and 82. The high pressure side moves the refrigerant to the low pressure side (see S6).
제5단계는 다시 압력스위치(66,76,86)에서 감지된 압력(P)과 미리 설정된 압력(P0)을 비교하여 감지된 압력(P)이 설정된 압력(P0)보다 크면 밸브(64,74,84) 온 상태를 유지한다.(S7,S8참조)The fifth step again compares the pressure P sensed by the pressure switches 66, 76, and 86 with the preset pressure P 0 , and if the detected pressure P is greater than the set pressure P 0 , the valve 64. 74, 84) On state (refer to S7, S8)
하지만, 제5단계에서 감지된 압력(P)이 설정된 압력(P0)보다 작으면 밸브(64,74,84)는 오프 상태로 전환되어 상기 제2팽창밸브(62,72,82)를 막아줌으로 냉매가 일반적인 냉동사이클의 경로를 따라 순환하게 된다.(S9참조)However, when the pressure P sensed in the fifth step is smaller than the set pressure P 0 , the valves 64, 74, 84 are turned off to block the second expansion valves 62, 72, 82. The zoom causes the refrigerant to circulate along the path of a normal refrigeration cycle (see S9).
상기와 같이 구성되는 본 발명의 냉동사이클의 및 그 제어방법은 냉동사이클의 냉방 작동시 실외공기의 온도가 높은 경우 냉동사이클의 냉매를 바이패스 경로를 통하여 순환시킴으로 냉매의 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 뿐 아니라 냉방효율을 높일 수 있는 이점이 있다.In the refrigeration cycle and the control method of the present invention configured as described above is to increase the pressure of the refrigerant excessively by circulating the refrigerant of the refrigeration cycle through the bypass path when the outdoor air temperature is high during the cooling operation of the refrigeration cycle. By preventing the increase of the reliability of the compressor, there is an advantage that can increase the cooling efficiency.
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