KR200323229Y1

KR200323229Y1 - 냉동기의 응축시스템

Info

Publication number: KR200323229Y1
Application number: KR20-2003-0012178U
Authority: KR
Inventors: 철 수 이
Original assignee: 철 수 이
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2003-08-14

Abstract

본 고안은 공냉식과 수냉식 응축시스템을 복합적으로 적용하여 응축효율을 향상시키면서 급격한 외기온도변화에 능동적으로 대처할 수 있도록 한 냉동기의 응축시스템에 관한 것이다.

일반적인 응축기는 공냉식으로만 구동되는 것이어서 온도가 올라가는 하절기에 기준하여 제작되는 관계로 응축기의 크기가 너무 커 제조원가가 증가되고, 취급이 어려움은 물론 소비전력이 증가되었던 바, 본 고안은 이를 감안하여 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매가 냉매관을 통해 순환하면서 전방의 응축기팬에 의해 강제 유입된 공기와 열교환하여 응축되는 응축기에 있어서, 냉매관을 납작하게 형성하여 지그재그 형상으로 절곡 구성하고 응축기팬의 후위에 공기와 접촉될 수 있게 위치시키되, 냉매관의 절곡부위 사이 공간에는 연속 절곡된 형상의 핀을 각각 끼워 브레이징하여 고정하며, 냉매관의 사이사이에는 수관을 마련하여 이를 통해 물을 선택적으로 순환시킬 수 있게 구성한 것으로, 이와 같이 하면 응축효율이 높아져 응축기의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있고, 외기 온도 변화에 따른 냉매의 응축작용에 능동적으로 대처할 수 있으며, 불필요한 부위의 구동 중지에 따라 소비전력을 절감할 수 있고, 전체적인 응축기의 사이즈를 소형화할 수 있어 제조원가를 절감할 수 있음은 물론 취급이 간편하고 좁은 곳에 설치할 수 있어 적용범위가 넓어지는 것이다.

Description

냉동기의 응축시스템{Condensing system of refrigerator}

본 고안은 냉동기의 응축시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공냉식과 수냉식 응축시스템이 복합적으로 작용될 수 있도록 구성하여 외기 온도변화, 냉매압력, 응축부하에 따라 선택적으로 작동되게 함으로써 응축효율을 향상시키면서 급격한 외기온도변화에 능동적으로 대처할 수 있으며, 소비전력을 절감할 수 있고, 컴팩트한 응축기의 구현이 가능하도록 한 것이다.

주지하다시피, 냉동기는 냉장고, 에어컨 등 여러 장치가 있으며, 각 장치는 기본적으로 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브 등의 요소로 냉매를 순환시키면서 공기와의 열교환을 통해 냉기를 얻을 수 있도록 되어 있는데, 압축기에서 고온고압으로 압축된 기체 냉매가 응축기에서 냉각되어 상온고압의 액체 냉매로 바뀌고, 팽창밸브를 통과하면서 감압된 후 증발기에서 실내공기와의 열교환을 통해 저온 저압의 기체 냉매상태로 증발되어 다시 압축기에 흡입되는 냉동사이클을 반복하게 되며, 응축기에서는 냉매와 공기의 열교환과정에서 공기로부터 열을 빼앗아 냉기가 생성되며, 이러한 냉기를 이용하여 냉장, 냉동, 냉방 등을 수행하는 것이다.

따라서, 응축기는 압축기를 통과한 고온고압의 냉매를 응축시켜 액화시키는 중요한 요소로서, 통상은 실외기에 위치되어 있으며, 냉매가 유동하는 전열관에 무수히 많은 핀이 끼워지고 전면에는 응축기팬이 구비되어 응축기팬에 의해 강제 유입된 외부공기와 전열관을 흐르는 냉매 사이에 열교환이 일어나 고온고압의 냉매가 응축되는 공냉식이 주로 적용되었다.

그러나, 4계절이 뚜렷하여 연교차가 심하고, 환절기 일교차가 심한 지역에 이러한 냉동기를 적용할 때에는 통상적으로 최고로 높은 외기온도를 기준으로 응축기의 면적이 설계되어 평균적인 전열면적을 크게 하고 있는바, 이러한 구조를 취할 경우 외기의 온도가 올라가는 하절기에는 응축효율면에 있어 적당하나, 외기의 온도가 떨어지는 계절에는 실질적으로 전열면적이 작아도 충분한 응축효과를 가질 수 있어 하절기를 제외한 나머지 계절에 있어서는 응축기가 필요이상으로 크다고 할 수 있으며, 이와 같이 응축기가 필요이상으로 큼으로 인해 원자재비용이 상승되고,취급이 불편하며, 많은 설치공간을 차지하게 되고, 소비전력이 증대되는 등 많은 문제를 내포하게 된다.

이를 감안하여 응축기를 공냉식이 아닌 수냉식이나 증발식으로 구성할 수도 있는데, 수냉식의 경우 충분한 수량의 확보가 필요하여 장치의 부피가 커짐은 물론 동절기 동파의 위험이 있으며, 증발식의 경우 에바콘의 설치에 필요한 외부면적의 증가로 역시 부피가 커지는 문제가 있고 소용량일 경우 설치가 매우 어려운 단점이 있었다.

본 고안은 이러한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 냉매관을 납작하게 형성하여 지그재그 형상으로 절곡구성하고, 그 사이에 연속절곡된 핀을 개재하며, 냉매관의 사이사이에는 수관을 마련함으로써 냉매관의 공간에 끼워진 연속 절곡된 핀에 의해 전열면적을 증가시켜 열교환 성능을 향상시킬 수 있으며, 필요시 수관측으로 물을 순환시켜 수냉식으로 열교환을 수행할 수 있으므로 외기온도, 내부 냉매압력, 응축부하에 따라 공냉식 응축기만 작동하거나, 공냉식과 수냉식의 응축기능을 같이 수행토록 할 수 있어 응축효율을 향상시키고, 소비전력을 절감하며, 응축기의 사이즈를 소형화할 수 있어 제조원가 절감, 취급용이, 생산성 향상 등 다양한 효과를 얻을 수 있는 냉동기의 응축시스템을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 냉동기의 응축기 전체 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 냉동기의 응축기 요부 상세도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ***

100 : 응축기 101 : 냉매관

102 : 응축기팬 103 : 핀

104 : 수관 105 : 냉매유입관

106 : 냉매배출관 107 : 물유입관

108 : 물배출관

이하, 본 고안을 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 냉동기의 응축시스템은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 압축기(미도시)로부터 압축된 고온고압의 냉매가 냉매관(101)을 통해 순환하면서 전방의 응축기팬(102)에 의해 강제 유입된 공기와 열교환하여 응축되는 응축기(100)에 있어서, 냉매관(101)을 납작하게 형성하여 지그재그 형상으로 절곡 구성하고 응축기팬(102)의 후위에 공기와 접촉될 수 있게 위치시키되, 냉매관(101)의 절곡부위 사이 공간에는 연속 절곡된 형상의 핀(103)을 각각 끼워 브레이징하여 고정하며, 냉매관(101)의 사이사이에는 수관(104)을 마련하여 이를 통해 물을 선택적으로 순환시킬 수 있게 구성한 것이다.

이때, 냉매관(101)은 전열성능이 좋은 알루미늄을 원재로 하여 압출성형하게 되는데, 압출성형시 전열면적을 확보함과 동시에 냉매의 압력을 분산시킬 수 있도록 냉매가 유동할 수 있는 다수의 챔버를 구성하게 되며, 이들 챔버 중 선택하여 수관(104)이 되게 하는 것이다.

또한, 냉매관(101)의 양단부에는 냉매유입관(105)과 냉매배출관(106)을 각각 연결하여 냉매를 냉매관(101)의 각 챔버로 분지하거나 각 챔버로부터 합류시킬 수 있도록 하고, 수관(104)의 양단부에는 냉매유입관(105)과 냉매배출관(106)과는 반대에 위치되게 물유입관(107)과 물배출관(108)을 각각 연결하여 물을 냉매의 배출측에 위치된 수관(104)으로 유입시키거나 냉매의 유입측에 위치된 수관(104)으로부터 배출시킬 수 있도록 구성하게 된다.도면상의 화살표 중 실선은 냉매의 흐름을 나타내고, 은선은 물의 흐름을 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 냉동기의 응축시스템은 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 냉매가 압축기에서 고온고압으로 압축된 상태에서 응축기(100)측으로 유입되면서 냉매유입관(105)을 지나게 되고, 냉매유입관(105)에는 다수의 챔버로 된 냉매관(101)이 연결되어 있으므로 냉매는 각각의 챔버로 분지되어 유동할 수 있다.

이때, 냉매관(101)은 납작하게 구성되어 지그재그 형상으로 절곡되어 있으며 각 절곡부위에 연속 절곡된 형상의 핀(103)이 개재되어 있어 응축기팬(102)을 통해 강제 유입된 공기와 냉매관(101) 내부의 냉매 사이의 전열면적이 넓어지게 되므로 냉매가 냉매관(101)의 절곡부위를 돌아나오는 동안 지속적으로 공기와 열교환하여 원활히 응축될 수 있으며, 각 냉매관(101)의 타단부는 냉매배출관(106)에 연결되어 있으므로 냉매관(101)을 따라 유동하면서 응축된 냉매는 냉매배출관(106)에서 합류하여 다음 단계로 유입되는 것이다.

즉, 냉매관(101)이 지그재그 형상으로 절곡되어 있어 유로가 길어짐에 따라 열교환 시간이 증가되며, 냉매관(101)의 절곡부위 사이에는 연속 절곡된 형상의 핀(103)이 개재되어 있어 공기와의 열교환 면적이 증가되는 것이므로 냉매의 응축 효율이 향상될 수 있는 것이다.

따라서, 응축기(100)의 크기를 소형화하여도 냉매를 응축시키는 데 전혀 지장을 주지 않게 되며, 응축기(100)가 소형화되면 소비전력 및 제조원가가 절감되고, 취급이 용이하며, 생산성이 향상되는 등 다양한 효과를 얻을 수 있음은 자명하다.

한편, 하절기와 같이 외부 기온이 올라가는 계절에는 냉매의 응축효율이 떨어질 수 있으며, 이럴 경우 수냉식 응축시스템을 가동하여 떨어지는 응축효율을 보상하면 되는데, 물유입관(107)을 통해 외부로부터 물을 공급하게 되면 물이 수관(104)으로 유입되어 유동하게 되며, 수관(104)의 양옆에는 냉매관(101)이 위치되어 있고 물의 유입측은 냉매의 배출측이 되므로 냉매관(101)을 통해 배출되는 냉매와 수관(104)으로 유입되는 차가운 물 사이에 직접적인 열교환이 이루어질 수 있어 냉매를 수냉식으로 응축시킬 수 있으며, 냉매로부터 온도를 빼앗아 데워진 물은 물배출관(108)을 통해 나와 외부로 배출될 수 있고, 이러한 데워진 물을 온수로 활용할 수도 있는 것이다.또한, 냉매는 물과의 열교환을 통해 수냉식으로 응축될 수 있음은 물론 응축기팬(102)을 가동하여 강제 흡입한 공기와의 열교환을 통해 공냉식으로 응축될 수 있어 온도가 올라가는 하절기라 하더라도 충분한 응축효과를 거둘 수 있다.

따라서, 일반적인 공냉식 응축기보다 훨씬 작은 사이즈를 가지면서도 수냉식, 공냉식의 모든 응축시스템이 가동되어 종래의 큰 사이즈의 공냉식 응축기보다 향상된 응축효과를 얻을 수 있으며, 이러한 수냉식, 공냉식의 모든 응축시스템의 전체 가동은 연중 외기온도가 최고로 올라가는 여름철이나, 전열능력이 감소될 경우나, 전열부하가 급격히 상승할 경우에 한해서만 이루어지게 되고, 외기의 온도가 저하되고 냉매의 압력이 떨어지게 되면 물을 차단함으로써 공냉식으로만 구동하도록 하여 충분한 응축효과를 가지면서도 나머지 수냉식 부분을 구동하지 않는 것만큼 소비전력을 절감할 수 있는 것이다.

이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 응축기(100)의 일측에는 온도센서 또는 압력센서를 설치하고, 물 유로상에는 수량자동조절밸브를 설치하여 외기의 온도나 냉매의 압력에 따라 수량자동조절밸브를 통해 물 유입을 자동으로 제어하게 되면 수관(104) 내부에 남아있던 물은 자연 증발되어 기온이 영하로 떨어지더라도 수관(404)이 동파되지 않아장치의 수명을 연장할 수 있다.또한, 본 발명에 따른 응축시스템을 사용할 때 공냉식 응축시스템만으로 오래 구동하게 되면 핀(103)에 오물이 끼어 응축효율이 현저히 저하될 수 있는데, 이럴 경우 냉매의 압력을 감지하여 자동으로 수냉식 응축시스템이 가동되게 하면 냉매의 응축효율을 높일 수 있음은 물론 장치를 손상되지 않게 보호할 수 있는 이점도 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 일반적인 공냉식 응축기보다는 작은 사이즈의 응축기에 수냉식 응축시스템을 겸비하여 외기온도, 냉매압력, 응축부하에 따라 모든 응축시스템을 전체적으로 구동하여 충분한 응축효과를 나타내게 하거나, 공냉식 응축시스템만 구동하여 외기 온도 변화에 따른 냉매의 응축작용에 능동적으로 대처하도록 한 것이므로 불필요한 부위의 구동 중지에 따라 소비전력을 절감할 수 있고, 전체적인 응축기의 사이즈가 소형화되어 제조원가를 절감할 수 있음은 물론 취급이 간편하고 좁은 곳에 설치할 수 있어 적용범위가 넓어지는 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매가 냉매관(101)을 통해 순환하면서 전방의 응축기팬(102)에 의해 강제 유입된 공기와 열교환하여 응축되는 응축기(100)에 있어서,

상기 냉매관(101)을 납작하게 형성하여 지그재그 형상으로 절곡 구성하고 상기 응축기팬(102)의 후위에 공기와 접촉될 수 있게 위치시키되, 상기 냉매관(101)의 절곡부위 사이 공간에는 연속 절곡된 형상의 핀(103)을 각각 끼워 브레이징하여고정하며, 상기 냉매관(101)의 사이사이에는 수관(104)을 마련하여 이를 통해 물을 선택적으로 순환시킬 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 냉동기의 응축시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 냉매관(101)은 냉매의 압력을 분산시킬 수 있도록 다수의 챔버로 구성하게 되고, 상기 챔버 중 선택하여 상기 수관(104)이 되게 한 것을 특징으로 하는 냉동기의 응축시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 냉매관(101)의 양단부에는 냉매유입관(105)과 냉매배출관(106)을 각각 연결하여 냉매를 상기 냉매관(101)의 각 챔버로 분지하거나 각 챔버로부터 합류시킬 수 있도록 하고, 상기 수관(104)의 양단부에는 상기 냉매유입관(105)과 상기 냉매배출관(106)과는 반대에 위치되게 물유입관(107)과 물배출관(108)을 각각 연결하여 물을 냉매의 배출측에 위치된 수관(104)으로 유입시키거나 냉매의 유입측에 위치된 수관(104)으로부터 배출시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 냉동기의 응축시스템.