KR20040049074A - 복수개의 증발기를 구비한 냉각 시스템 및 이를 이용한제상 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수개의 증발기를 구비시켜, 제상시 각기 따로 구동되어, 냉각 공간 전체의 온도를 비교적 균일하게 유지할 수 있는 복수개의 증발기를 구비한 냉각 시스템에 관한 것으로서, 냉각공간과 접촉하여 열교환을 수행하며, 서로 병렬로 연결된 복수개의 증발기; 상기 증발기와 연결되어, 상기 각 증발기에서 증발된 저온 저압의 가스냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기와 연결되어, 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 가스냉매를 주위 환경(대기 또는 냉각수)과 열교환시켜 응축시키는 응축기; 및 상기 응축기와 연결되어 액체냉매를 교축 팽창시켜 증발기로 공급하는 팽창밸브를 포함하는 복수개의 증발기를 구비하는 냉각 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 냉각 시스템에 관한 것으로, 특히, 복수개의 증발기를 구비하여,하나의 증발기에 수증기가 응결하여 서리가 생겨 제상을 위해 작동을 멈추더라도 다른 증발기를 가동시킬 수 있어서, 냉각 공간의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 복수개의 증발기를 구비한 냉각시스템에 관한 것이다.
일반적인, 냉각 시스템은 저온의 물체로 부터 고온의 물체로 열을 이동시키기 위하여 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발의 사이클을 수행한다. 따라서, 냉장고, 에어컨 등에 사용되는 냉각 시스템은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 구비한다.
이하 도1을 참조하여 종래 기술에 의한 냉각 시스템 구성을 설명한다.
종래에는 이러한 냉각 시스템을 구현하기 위하여, 도1에 도시된 바와 같이, 냉각시킬 공간(11)과 접촉하여, 냉각공간의 열을 흡수하여 냉매를 증발시키는 하나의 증발기(10); 상기 증발기(10)에서 증발된 저온 저압의 냉매 가스를 압축하는 압축기(20); 상기 압축기(20)에서 압축된 고온 고압의 냉매가스의 열을 주변 환경으로 방열하여 상기 냉매가스를 응축하여 액체로 만드는 응축기(30); 및 상기 응축된 액체 냉매를 교축 팽창 시키며,상기 증발기와 연결되는 팽창밸브(40)로 이루어진다.
상기 응축기(30)와 팽창밸브(41)사이에는 수액기(41)가 구비되어 응축기에서 냉각된 액체 냉매를 일시저장 하거나, 시스템이 정지하는 경우 냉매를 보관할 수 있다.
또한, 상기 증발기(10)와 압축기(20) 사이에는 액분리기(21)를 구비시켜, 흡입가스 중에 액체 냉매가 존재하는 경우, 압축기의 효율감소를 방지하기 위하여 가스 만을 압축기에 흡입시킬 수 있다.
또한, 압축기(20)의 토출부 부근에는 유분리기(22)를 구비시켜, 냉매 가스중 윤할유가 다량 혼입되는 경우 윤할유를 분리하여 압축기로 되돌려 보내어 시스템의 수명을 연장 시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 냉각 시스템에서, 증발기(10)와 냉각공간(11)의 열교환에 의하여 냉각공간의 온도가 낮아지기 때문에, 냉각공간(11)의 수증기가 응결하여 상기 증발기(10) 표면에 부착되는 현상이 생기게 된다. 서리가 증발기(10) 표면에 많이 쌓이게 되면, 증발기(10)의 효율이 낮아지므로 제상을 위하여 증발기(10)의 작동을 정지시켜 증발기(10) 표면의 온도를 상승시킬 필요가 있다. 이때, 종래 기술에 의한 냉각 시스템에서는 증발기가 1대 밖에 없기 때문에 시스템 전체의 가동이 정지되어야 한다. 상기 가동의 중지는 일반적으로 타이머에 의해 제어된다.
따라서, 제상시 냉각공간의 온도가 상승하여 냉각공간에 보관되는 상품의 품질을 떨어뜨릴 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 상기의 증발기가 고장에 의하여 정지하게 되는 경우, 냉각 공간 전체에 영향을 주어 상품의 가치가 크게 감소하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수개의 증발기를 구비시켜, 제상시 각기 따로 구동되어, 냉각 공간 전체의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 복수개의 증발기를 구비한 냉각 시스템을 제공하는데그 목적이 있다.
또한, 한 증발기가 고장나더라도 다른 증발기를 가동시킴으로써, 냉각 시스템을 계속적으로 가동할 수 있는 복수개의 증발기를 구비한 냉각 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
도1은 종래기술에 의한 냉각 시스템의 구성을 도시한 개략도.
도2는 본 발명에 의한 복수개의 증발기를 구비한 냉각 시스템의 일 실시예 구성을 도시한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 설명
10, 110, 111 : 증발기11, 100 : 냉각 공간
20, 120 : 압축기21, 121 : 액분리기
22, 122 : 유분리기30, 130 : 응축기
40, 140 : 팽창밸브14, 141 : 수액기
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉각공간과 접촉하여 열교환을 수행하며, 서로 병렬로 연결된 복수개의 증발기; 상기 증발기와 연결되어, 상기 각 증발기에서 증발된 저온 저압의 가스냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기와 연결되어, 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 가스냉매를 주위 환경(대기, 냉각수 등)과 열교환시켜 응축시키는 응축기; 및 상기 응축기와 연결되어 액체냉매를 교축 팽창시켜 증발기로 공급하는 팽창밸브를 포함하는 복수개의 증발기를 구비하는 냉각 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 냉각 시스템의 증발기 구동 시간을 서로 다르게 설정하여 각 증발기가 서로 다른 시간에 제상작업을 수행할 수 있도록 하는냉각 시스템의 제상 방법을 제공한다.
이하 도2를 참조하여, 본 발명에 의한 복수개의 증발기를 구비하는 냉각 시스템을 설명한다.
도2는 냉각 시스템에서 증발기 2개를 구비한 실시예를 도시한 계통도이다.
본 실시예에 의한 냉각 시스템은 냉각공간(100)과 접촉하여 열교환을 수행하는 제1증발기(110); 상기 제1증발기(110)와 병렬로 연결되며, 냉각 공간과 접촉하여 열교환을 수행하는 제2증발기(111); 상기 제1 및 제2증발기와 연결되어, 상기 증발기(110, 111)에서 증발된 저온 저압의 가스냉매를 압축하는 압축기(120); 상기 압축기(120)와 연결되어, 상기 압축기(120)에서 압축된 고온 고압의 가스냉매를 주위 환경과 열교환시켜 응축시키는 응축기(130); 및 상기 응축기(130)와 연결되어 액체냉매를 교축 팽창시켜 증발기로 공급하는 팽창밸브(140)를 포함한다.
상기 시스템은 종래 기술과 마찬가지로, 증발기(110, 111)와 압축기(120) 사이에 액분리기(121)를 구비시킬 수 있고, 상기 압축기(120)와 응축기(130) 사이에 유분리기(122)를 구비시킬 수 있으며, 상기 응축기(130)와 팽창밸브(140) 사이에 수액기(141)를 구비시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 냉각 시스템에서 증발기의 서리를 제상하는 방법은 각 증발기(100, 111)의 가동 타임을 서로 다르게 설정하여, 제1증발기(100)가 제상을 위하여 가동을 중지하는 동안 제2증발기(111)는 가동을 계속하여, 냉동공간의 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 상기 제2증발기(111)가 제상을 위하여 가동을 중지하는 동안 제1증발기(110)는 가동을 계속하여, 냉동공간의 온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 복수개의 증발기를 구비하는 냉각 시스템의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
냉각공간의 온도가 설정온도 이상으로 올라가게 되면 냉각 사이클이 구동된다. 이때 수액기(141)에 저장되었던 냉매가 팽창밸브(140)를 통해 교축팽창하여제1 및 제2증발기(110, 111)에 공급된다.
상기 각 증발기(110, 111)에서 냉각공간과 냉매와의 열교환이 이루어져 냉각 공간의 온도가 낮아지게 되고, 증발기를 통과한 저온 저압의 가스냉매는 액 분리기(121)에서 액체냉매와 분리되어 압축기(120)에 공급된다.
상기 압축기(120)는 상기 가스냉매를 고온 고압의 가스냉매로 압축시키며, 압축기를 통과한 고온 고압의 가스냉매는 응축기(130)에 유입되어 주위환경과 열교환을 하여, 냉각 응축된다.
이때, 압축기(120)에서 토출된 가스냉매에 윤활유가 많이 섞인 경우에는 유분리기(122)에서 윤활유를 분리하여 압축기(120)의 크랭크 케이스로 돌려 보낸다.
상기 응축기(130)를 통과한 냉매는 다시 수액기(141)를 거쳐 팽창밸브(140)를 통해 증발기로 유입되는 사이클을 냉각공간의 온도가 설정치에 도달할 때 까지 반복하게 된다.
상기 증발기(110, 111)에 서리가 쌓이게 되면, 증발기에서의 열전달 효율이 낮아지므로, 냉각공간의 온도는 높아지므로, 증발기(110, 111)의 구동은 활성화 되지만 열교환은 많이 일어나지 못하는 현상이 발생한다.
따라서, 상기 증발기(110, 111)의 구동을 타이머에 의해 조절하여, 증발기(110, 111) 구동을 중단시켜 표면에 쌓인 서리를 녹이는 제상 작업이 필요하다.
이때, 상기 제1증발기(110) 및 제2증발기(111)의 가동 타이밍을 다르게 설정하여, 제1증발기(110)가 제상을 위해 구동되지 않는 경우, 제2증발기(111)가 구동하여 냉각공간의 온도를 유지시켜, 설정온도 이상이 되지 않도록 하며, 반대로 제2증발기(111)가 제상을 위해 구동되지 않는 경우, 제1증발기(110)가 구동하여 냉각공간의 온도를 유지시킬 수 있다.
또한, 1대의 증발기가 고장으로 인하여 작동하지 않더라도, 다른 증발기가 계속 작동할 수 있으므로, 냉각 시스템 전체가 중지되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 증발기는 두대가 병렬으로 연결되는 것에 한정되는 것이 아니라 복수개가 병렬로 연결될어 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백할 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 증발기의 제상 작업을 위하여 구동을 중지한 동안 다른 증발기가 구동하므로, 냉각공간의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 것을 방지하여, 냉각 공간에 보관된 물품의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 한대의 증발기가 고장에 의해 그 작동이 중지되더라도, 다른 증발기가 작동하므로, 냉각 시스템 전체의 가동이 중단되는 것을 방지할 수 있는 다른 효과가 있다.
Claims (3)
- 냉각공간과 접촉하여 열교환을 수행하며, 서로 병렬로 연결된 복수개의 증발기;상기 증발기와 연결되어, 상기 각 증발기에서 증발된 저온 저압의 가스냉매를 압축하는 압축기;상기 압축기와 연결되어, 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 가스냉매를 주위 환경과 열교환시켜 응축시키는 응축기; 및상기 응축기와 연결되어 액체냉매를 교축 팽창시켜 증발기로 공급하는 팽창밸브를 포함하는 복수개의 증발기를 구비하는 냉각 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 증발기는냉각공간과 접촉하여 열교환을 수행하는 제1증발기; 및상기 제1증발기와 병렬로 연결된 제2증발기로 이루어진 복수개의 증발기를 구비하는 냉각 시스템.
- 제 1 항 또는 제 2 항의 냉각 시스템에서, 상기 증발기의 구동 시간을 서로 다르게 설정하여 각 증발기가 서로 다른 시간에 제상작업을 수행할 수 있도록 하는냉각 시스템의 제상 방법.
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