KR20040041391A - 김치저장고의 냉각시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 복수개의 증발기를 가진 냉각시스템에 있어서, 운전하는 한 쪽 증발기로만 냉매가 과도하게 몰리는 현상을 방지하여 각 증발기를 지나는 냉매가 액냉매의 잔류없이 충분히 증발될 수 있게 하는 김치저장고의 냉각시스템에 관한 것이다.

이 김치저장고의 냉각시스템은, 압축기와 응축기와 복수개의 증발기와 모세관이 순차적으로 연결된 냉각시스템에서, 상기 각 증발기의 전방으로 상기 각 모세관의 입구쪽에는 체크밸브를 각각 설치하고, 상기 각 증발기의 출구쪽에는 솔레노이드 밸브를 각각 설치함으로써 이루어진다.

이와 같은 김치저장고의 냉각시스템은 솔레노이드 밸브가 닫히는 순간 각 증발기의 냉매는 그 상태를 유지하여 일정량이 저장되므로 동작하는 증발기로 냉매가 집중되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있으며, 따라서 냉각시스템의 안정적인 운전을 가능하게 한다.

Description

김치저장고의 냉각시스템 {Cooling system of kimchi refrigerator}

본 발명은 복수개의 증발기를 가진 냉각시스템에 있어서, 운전하는 한 쪽 증발기로만 냉매가 과도하게 몰리는 현상을 방지하여 각 증발기를 지나는 냉매가 액냉매의 잔류없이 충분히 증발될 수 있게 하는 김치저장고의 냉각시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 냉각사이클은 냉매를 고온ㆍ고압의 가스상태로 만드는 압축기와, 이 압축기에서 보내진 고온ㆍ고압의 냉매를 팬에 의해 강제 냉각하여 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 팽창밸브를 통과하면서 기화되는 과정에서 주변공기의 열을 흡수하여 차갑게 냉각시키는 증발기로 이루어진 구성을 갖는다.

한편, 이와 같은 냉각시스템에 있어서 실질적인 냉각작용을 수행하는 증발기는 보통 한 개로 구성되나, 필요에 따라서는 각각 냉각작용을 수행하도록 복수개로 구성되기도 한다.

이와 같은 냉각사이클을 갖는 김치저장고는 도어 개폐방식에 따라 도어가 상부면에 힌지식으로 부착되어 있는 상부개폐식과 도어가 서랍 형태로 이루어진 서랍식과 상부개폐식과 서랍식이 혼합된 혼합식으로 구분된다.

첨부 도면 중, 도 1은 종래의 김치저장고 단면도이고, 도 2는 종래의 냉각시스템 블록 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 외관을 이루는 김치저장고의 본체(10) 상측에 통상 두 개의 저장실(20)이 구획되어 있고, 상기 두 개의 저장실(20)을 개폐하는 두 개의 상부 도어(30)가 상부 개폐식으로 상기 본체(10)의 배면 상단에 힌지(40)로 결합되어 있다.

여기에서, 상기 저장실(20)에는 김치를 보관할 수 있도록 별도의 보관용기 (21)가 삽입되어 있고, 상기 저장실(20)의 하측으로는 서랍식 저장실(50)이 배치되는데, 상기 서랍식 저장실(50)은 통상 야채실로 사용하게 되어 있으며, 이 야채실은 별도로 구비된 증발기(100)에 의해 냉기를 공급받아 실내온도를 유지하도록 되어 있다.

그리고, 상기 서랍식 저장실(50)은 야채 등을 수납할 수 있는 수납통(51)과, 상기 수납통(51)을 당기거나 밀어서 개폐할 수 있는 손잡이(52)가 구비된 전면도어판(53)이 일체로 결합된 구조로 되어 있으며, 상기 서랍식 저장실(50)의 후면에는 냉각사이클을 위한 압축기(60) 및 응축기 등이 배치되는 기계실(70)이 별도로 구획되어 있다.

또한, 김치저장고의 모든 작동에 대한 제어는 본체(10)의 전면에 구비된 조작판넬(80)에서 이루어지도록 되어 있고, 본체(10) 내부의 단열이 필요한 부위에는 발포성형을 통해 단열재(90) 등을 넣어 단열효과를 얻을 수 있게 되어 있다.

한편, 상기와 같은 2개의 저장실(20)과 서랍식 저장실(50)인 야채실을 갖는 혼합형 김치저장고는 각가의 실내에 냉기를 공급하는 증발기(100)를 구비하고 있기 때문에, 각 증발기(100)에 공급되는 냉매의 흐름량 등을 조절하여 원활하게 공급하기 위한 솔레노이드 밸브를 갖추게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 증발기가 복수개 구비된 종래의 냉각시스템을 개략적으로 살펴보면, 제 1증발기(7)와 제 2증발기(8)의 상류측에 각각 제 1,2모세관 (5,6)이 배치되고, 제 1,2모세관(5,6)의 상류측에 냉매 흐름을 제어하기 위한 제 1,2솔레노이드밸브(3,4)가 각각 마련되며, 이때 제 1,2솔레노이드밸브(3,4)는 일종의 2way 방식의 개폐밸브로서 개방시 냉매 흐름이 유지되는 반면 폐쇄시 냉매 흐름이 차단된다.

즉, 압축기(1)에서 고온ㆍ고압으로 압축된 기체냉매는 응축기(2)에서 주변의 공기와 열교환하여 고압의 액냉매로 변화되고, 이어서 제 1증발기(7)나 제 2증발기(8)의 동작여부에 따라 제 1솔레노이드 밸브(3) 또는 제 2솔레노이드 밸브(4)가 선택적으로 개방된다.

예를 들어 제 1증발기(7)가 동작할 경우, 제 2솔레노이드 밸브(4)는 폐쇄되고, 제 1솔레노이드 밸브(3)만이 개방되며, 고압의 액냉매는 제 1솔레노이드 밸브 (3)를 통해 제 1모세관(5)으로 유입되어 이를 지나면서 저압의 액냉매로 변한다.

다음 저압으로 변화된 액냉매는 제 1증발기(7)로 유입되어 이를 통과하면서 주변 공기와의 열교환에 의해 기화되는데, 이때 흡수되는 냉매의 기화열에 의해 냉각된 공기를 팬으로 불어서 소정의 장소를 냉각시키게 된다.

한편, 이와 같은 제 1증발기(7)를 통과한 증기냉매는 다시 압축기(1)로 유입되어 고압으로 압축된 뒤, 위의 설명한 사이클로 다시 순환된다.

그런데, 이러한 종래의 냉각시스템은 액냉매를 제 1증발기(7) 또는 제 2증발기(8)로 선택적으로 유도하는 제 1모세관(5) 및 제 2모세관(6)이 상기 각 증발기 (7,8)의 입구쪽에 구비되어 있고, 냉각시스템의 동작시 어느 한 솔레노이드 밸브(3또는4)가 폐쇄되게 되므로, 모든 액냉매가 동작하는 어느 한 증발기(7또는8)로 집중되게 되고, 이로 인해 냉매량이 과다한 현상이 발생되어 해당 증발기(7또는8)를 통과하더라도 완전히 증발하지 못하게 된다.

즉, 종래에는 한 쪽 증발기만 운전할 때, 운전하지 않는 증발기 쪽의 냉매가 기화되고 압력이 낮아져 운전하는 증발기 쪽으로 냉매가 몰려 냉매량이 과다한 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같이, 종래에는 복수개의 증발기를 구비한 냉각시스템에서 운전하는 증발기 쪽으로 냉매량이 과다하게 몰리는 현상이 발생되는 문제점을 갖고 있었는데, 이는 결국 운전하지 않는 증발기 쪽에 냉매가 없어 운전 중 냉매 균형을 유지하지 못하는 데에 요인이 있으며, 이를 해결하기 위해서는 냉각사이클의 냉매 균형을 유지하는 것이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 냉각사이클에 있어서, 솔레노이드 밸브와 체크 밸브를 적절히 사용함으로써, 운전하는 증발기 쪽으로 냉매가 몰리는 현상을 방지하여 냉각시스템이 안정적으로 운전 가능하도록 하는 데에 있다.

도 1은 종래의 김치저장고 단면도

도 2는 종래의 냉각시스템 블록 구성도

도 3은 본 발명에 의한 냉각시스템 블록 구성도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

101 : 압축기102 : 응축기

103, 104 : 체크밸브105, 106 : 모세관

107, 108 : 증발기109, 110 : 솔레노이드 밸브

상기 목적을 달성하기 위한 김치저장고의 냉각시스템은,

냉매를 고압으로 압축시키는 압축기와, 압축된 냉매가스를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 기화시켜 냉각작용을 수행하는 복수개의 증발기와, 상기 각 증발기의 입구쪽에 설치되어 고압의 액냉매를 저압으로 단열 팽창시키는 모세관이 순차적으로 연결된 냉각시스템에 있어서, 상기 각 증발기의 전방으로 상기 각 모세관의 입구쪽에는 선택적으로 개폐되어 일정량의 냉매를 유입 및 단속하는 체크밸브를 각각 설치하고, 상기 각 증발기의 출구쪽에는 액냉매의 유출을 제어하는 솔레노이드 밸브를 각각 설치함으로써 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하고자 한다.

첨부 도면 중, 도 3은 본 발명에 의한 냉각시스템 블록 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 증기냉매를 고압으로 압축시키는 압축기(101)와, 압축된 냉매가스를 주위 공기와의 열교환에 의해 방열시킴으로써 고압으로 액화시키는 응축기(102)와, 액화된 냉매를 주위 공기와의 열교환으로 기화시켜 냉각작용을 수행하는 두 증발기(107,108)가 냉매라인을 따라 순차적으로 연결되어 구성된다.

이때, 두 증발기(107,108)는 각각 병렬로 설치되고, 상기 각 증발기(107, 108)의 입구쪽에는 고압의 액냉매를 저압으로 단열 팽창시키는 모세관(105,106)이 각각 설치된다.

한편, 상기 두 증발기(107,108)는 선택모드에 따라 각각 또는 동시에 동작하게 되는데, 상기 각 증발기(107,108)의 전방으로 상기 각 모세관(105,106)의 입구쪽에는 선택적으로 개폐되어 일정량의 냉매를 유입 및 단속하는 체크밸브(103,104)가 각각 설치되고, 상기 각 증발기(107,108)의 출구쪽에는 액냉매의 유출을 제어하는 솔레노이드 밸브(109,110)가 각각 설치된다.

여기에서, 상기 각 체크밸브(103,104)는 한 방향으로만 개방되어 상기 각 솔레노이드 밸브(109,110)의 개폐여부에 의해 냉매의 흐름방향 또는 그 역방향으로 발생되는 냉매압의 작용방향에 따라 선택적으로 개폐된다.

예를 들어, 제 1증발기(107)만 동작할 경우, 제 2솔레노이드 밸브(110)는 폐쇄되고 제 1솔레노이드 밸브(109)만 개방되므로, 제 1체크밸브(103)에는 냉매의 흐름방향으로 압력이 작용하여 개방되고 제 2체크밸브(104)에는 냉매 흐름의 역방향으로 압력이 작용하여 폐쇄된다.

이에 따라 제 2증발기(108) 내에는 일정량의 액냉매가 저장되고, 상기 체크밸브(104)의 역할에 의해 동작하는 제 1증발기(107)로의 냉매 집중이 효과적으로 방지되며, 상기 제 1증발기(107)를 지나는 냉매는 액냉매의 잔류없이 충분히 증발할 수 있게 된다.

한편 제 2증발기(108)만이 동작할 경우에는, 위에 설명한 제 1증발기(107)만의 동작때와 반대로 제 1솔레노이드 밸브(109) 및 체크밸브(103)는 폐쇄되고, 제 2솔레노이드 밸브(110) 및 체크밸브(104)가 개방되어 제 1 증발기(107) 내에 일정량의 냉매가 저장되고, 이에 따라 제 2증발기(108)에 냉매 집중이 방지되며, 액냉매의 잔류없이 충분히 증발할 수 있게 된다.

또한, 제 1증발기(107) 및 제 2증발기(108)가 동시에 동작할 경우에는, 두 솔레노이드 밸브(109,110)와 체크밸브(103,104)가 모두 개방되어 두 증발기(107, 108)로 일정량씩 냉매가 동시에 지나게 되므로, 역시 각 증발기(107,108)를 지나는 냉매 모두가 충분히 증발할 수 있게 된다.

즉, 냉매압의 작용방향에 따라 선택적으로 개폐되는 체크밸브를 증발기 입구쪽에 설치함으로써, 각 증발기 내의 냉매량을 일정하게 유지하여 한 쪽 증발기로만 냉매가 과도하게 몰리는 현상을 방지할 수 있으며, 각 증발기를 지나는 냉매가 액냉매의 잔류없이 충분히 증발될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 복수개의 증발기를 갖는 냉각시스템에서 각 증발기의 입구쪽에는 체크밸브를 설치하고 출구쪽에는 솔레노이드 밸브를 설치함으로써,솔레노이드 밸브가 닫히는 순간 각 증발기의 냉매는 그 상태를 유지하여 일정량이 저장되므로 동작하는 증발기로 냉매가 집중되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있으며, 따라서 냉각시스템의 안정적인 운전을 가능하게 한다.

Claims (1)

1. 냉매를 고압으로 압축시키는 압축기와, 압축된 냉매가스를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 기화시켜 냉각작용을 수행하는 복수개의 증발기와, 상기 각 증발기의 입구쪽에 설치되어 고압의 액냉매를 저압으로 단열 팽창시키는 모세관이 순차적으로 연결된 냉각시스템에 있어서,

   상기 각 증발기의 전방으로 상기 각 모세관의 입구쪽에는 선택적으로 개폐되어 일정량의 냉매를 유입 및 단속하는 체크밸브를 각각 설치하고, 상기 각 증발기의 출구쪽에는 액냉매의 유출을 제어하는 솔레노이드 밸브를 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 김치저장고의 냉각시스템