KR20060081937A - 냉동시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 압축기를 구비하여 냉동부하에 탄력적으로 대응할 수 있는 냉동시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉동시스템은 냉매를 압축하는 주 압축기와, 냉동부하에 따라 선택적으로 동작하며 냉매를 압축하는 적어도 하나의 보조 압축기와, 주 압축기로 흡입되는 냉매를 안내하는 주 흡입관과 보조 압축기로 흡입되는 냉매를 안내하는 보조 흡입관이 각각 연결되는 하나의 어큐뮬레이터를 포함한 것으로, 주 흡입관에는 어큐뮬레이터에 담긴 오일이 주 흡입관을 통해 주 압축기로 안내될 수 있게 하는 오일유입공이 마련되며, 주 압축기의 일측에 주 압축기에 적정량 이상 공급된 오일이 보조 압축기로 전달될 수 있게 하는 오일전달관이 설치되어 있으므로, 주 압축기만이 동작할 경우에는 주 압축기에서 토출된 오일이 그대로 주 압축기로 공급되어 주 압축기가 적정 오일 유면 높이를 확보할 수 있으며, 주 압축기 및 보조 압축기가 모두 동작할 경우에는 적정량 이상의 오일이 주 압축기로 공급된 후 여분의 오일이 오일전달관을 통해 보조 압축기로 전달되어 주 압축기와 보조 압축기가 각각 적정 오일 유면 높이를 확보할 수 있으므로 별도의 제어 없이 간단한 기구적인 구성으로 주 압축기 및 보조 압축기에서의 오일부족현상을 예방할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Description

냉동시스템{REFRIGERATING SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 냉동시스템에 있어서 주 압축기 및 보조 압축기가 모두 동작할 경우를 보인 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉동시스템에 있어서 주 압축기만 단독으로 동작할 경우를 보인 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉동시스템에 적용되는 어큐뮬레이터의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1a: 주 압축기 1b: 보조 압축기

2: 응축기 3: 팽창장치

4: 증발기 5: 오일분리기

6: 어큐뮬레이터 7a: 토출관

7b: 주 흡입관 7c: 보조 흡입관

7d: 오일리턴관 7e: 오일전달관

본 발명은 냉동시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 압축기를 구 비하여 필요한 냉동부하에 따라 가동되는 압축기의 수를 변경하여 냉동부하에 탄력으로 대응할 수 있도록 되어 있는 냉동시스템에 관한 것이다.

일반적으로 냉동시스템은 건물의 냉난방시스템에 적용되는 것으로, 냉매를 압축하는 압축기와 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매가 공기와 열교환하며 냉각되게 하는 응축기와, 냉각된 냉매를 감압팽창시키는 팽창장치와, 냉매가 공기와 열교환기하며 증발되게 하는 증발기 등의 냉동사이클 구성요소를 포함한다.

근래 이러한 냉동시스템 중에는 대한민국 특허출원 10-2002-0023990호에 개시되어 있는 바와 같이 다수의 압축기를 포함하여 냉동부하에 따라 다수의 압축기 중 일부 혹은 전부가 동작하도록 제어함으로써 냉동부하에 탄력적으로 대응하도록 한 냉동시스템이 있다.

또한, 이러한 냉동시스템에 적용되는 각 압축기의 내부에는 각 구동부의 윤활 및 냉각을 위하여 하부에 오일이 담겨 있는데, 압축기의 하부에는 다수의 압축기에 고르게 오일이 분산 공급될 수 있도록 하기 위하여 균유관이 설치되어 이웃한 압축기로 오일을 전달하거나 이웃한 압축기로부터 오일을 전달받을 수 있도록 되어 있다.

그런데 이러한 종래의 압축기에 있어서 다수의 압축기 중 어느 하나의 압축기만 단독으로 동작할 경우, 동작하는 압축기는 냉매를 압축함에 따라 내부의 압력이 높아지므로 동작하는 압축기에 담긴 오일은 동작하지 않아 내부 압력이 상대적으로 낮은 압축기측으로 이동하게 되므로, 동작하는 압축기의 담긴 오일의 양이 부족해지게 된다.

따라서, 종래의 냉동시스템은 이를 극복하기 위하여 균유관의 중도에 전자적으로 제어되는 밸브를 별도로 설치하고 일측 압축기가 단독으로 동작할 경우 밸브를 제어하여 균유관을 폐쇄하도록 함으로써 오일부족 현상을 예방하였다.

그러나, 이러한 종래의 냉동시스템은 이러한 별도의 전자적으로 제어될 수 있는 밸브를 사용하여야 하므로 냉동시스템의 원가가 상승할 뿐만 아니라 밸브의 제어할 필요가 있으므로 냉동시스템의 제어가 복잡해지게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 추가적인 구성 및 제어 없이 간단한 구성으로 각 압축기에서의 오일부족현상을 예방할 수 있는 냉동시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉동시스템은 냉매를 압축하는 주 압축기와, 냉동부하에 따라 선택적으로 동작하며 냉매를 압축하는 적어도 하나의 보조 압축기와, 상기 주 압축기로 흡입되는 냉매를 안내하는 주 흡입관과 상기 보조 압축기로 흡입되는 냉매를 안내하는 보조 흡입관이 각각 연결되는 하나의 어큐뮬레이터와, 상기 주 흡입관에 마련되어 상기 어큐뮬레이터에 담긴 오일이 상기 주 흡입관을 통해 상기 주 압축기로 안내될 수 있게 하는 오일유입공과, 일단이 상기 주 압축기에 설치되어 상기 주 압축기의 오일이 상기 보조 압축기측으로 전달될 수 있게 하는 오일전달관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주 흡입관 및 상기 보조 흡입관은 상기 어큐뮬레이터로부터 냉매 를 전달받을 수 있도록 개방되어 있는 일단이 상기 어큐뮬레이터의 하면을 관통하여 상측으로 돌출되며, 상기 오일유입공은 개방되어 있는 상기 보조 흡입관의 일 끝단에 비하여 상대적으로 낮은 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일전달관의 일단은 상기 주 압축기의 일측에 상기 주 압축기의 적정 오일 유면 높이에 대응하도록 설치되며, 타단은 상기 보조 흡입관의 중도에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주 압축기 및 상기 보조 압축기에서 토출된 냉매를 안내하는 토출관의 중도에 설치되어 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하는 오일분리기와, 일단은 상기 오일분리기에 연결되며 타단은 상기 어큐뮬레이터로 냉매를 안내하는 냉매관에 연결되어 오일을 상기 오일분리기로부터 상기 어큐뮬레이터측으로 전달하는 오일리턴관을 더 구비하는 것을 특징으로

또한, 상기 오일리턴관의 중도에는 상기 오일리턴관의 유로저항을 증가시키는 제 1 모세관이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일전달관의 중도에는 상기 오일전달관의 유로저항을 증가시키는 제 2 모세관이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 다수의 압축기와, 상기 다수의 압축기로의 액냉매 유입을 저감하기 위한 하나의 어큐뮬레이터를 포함한 냉동시스템에 있어서, 상기 다수의 압축기는 상기 어큐뮬레이터로부터 오일을 전달받는 주 압축기와, 상기 주 압축기로부터 오일을 전달받는 적어도 하나의 보조 압축기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 냉동시스템은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 냉매를 고온 고압으로 압축하며 내부에 구동장치들의 냉각 및 윤활을 위하여 오일이 담겨있는 압축기(1a, 1b)와, 냉매가 공기와 열교환하며 냉각되게 하는 응축기(2)와, 냉매를 감압팽창시키는 팽창장치(3)와, 냉매가 공기와 열교환하며 증발되게 하는 증발기(4) 등의 냉동사이클 구성요소를 포함한 것으로 각 구성요소들은 냉매관을 통해 연결되어 폐회로로 형성된다. 본 실시예에서 팽창장치(3)는 모세관으로 이루어진다.

또한, 냉동시스템에는 압축기(1a, 1b)에서 토출된 냉매를 안내하는 토출관(7a)의 중도에 압축기(1a, 1b)에서 냉매와 함께 토출된 오일을 분리할 수 있도록 오일분리기(5)가 설치되며, 냉매를 압축기(1a, 1b)로 안내하는 흡입관(7b, 7c)의 중도에 압축기(1a, 1b)로 액냉매가 흡입되는 것을 방지할 수 있도록 어큐뮬레이터(6)가 구비되어 있다.

이 때, 오일분리기(5)와 어큐뮬레이터(6) 사이에는 일단은 오일분리기(5)의 하부에 연결되고 타단은 어큐뮬레이터(6)로 냉매를 안내하는 냉매관(7f)에 연결되어 오일분리기(5)에서 분리된 오일이 어큐뮬레이터(6)로 유입될 수 있게 하는 오일리턴관(7d)이 설치되어 있다. 또한, 오일리턴관(7d)의 중도에는 오일리턴관(7d)의 유로저항을 증가시키기 위한 제 1 모세관(8a)이 구비되어 제 1 모세관(8a)을 통해 오일리턴관(7d)을 통해 유동하는 오일의 유동속도를 조절할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 냉동시스템은 냉동부하에 탄력적으로 대응할 수 있도 록 다수의 압축기(1a, 1b)를 포함하는데, 다수의 압축기(1a, 1b) 중 하나는 냉매와 함께 오일을 어큐뮬레이터(6)로부터 전달받는 하나의 주 압축기(1a)로 이루어지며, 그 나머지는 냉매는 어큐뮬레이터(6)로 전달받되 오일은 주 압축기(1a)로부터 전달받는 보조 압축기(1b)로 이루어져 있다. 본 실시예에서는 설명 편의상 하나의 보조 압축기(1b)를 포함한 냉동시스템을 예로써 설명한다.

주 압축기(1a)와 어큐뮬레이터(6) 사이에는 냉매 및 오일이 어큐뮬레이터(6)로부터 주 압축기(1a)로 전달될 수 있도록 주 흡입관(7b)이 연결되며, 보조 압축기(1b)와 어큐뮬레이터(6) 사이에는 냉매가 어큐뮬레이터(6)로부터 보조 압축기(1b)로 전달될 수 있도록 보조 흡입관(7c)이 연결되어 주 압축기(1a) 및 보조 압축기(1b)가 하나의 어큐뮬레이터(6)로부터 냉매를 전달받을 수 있도록 되어 있다.

이 때, 어큐뮬레이터(6)에 연결되는 주 흡입관(7b) 및 보조 흡입관(7c)의 일 끝단부는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 어큐뮬레이터(6)의 하면을 관통하여 어큐뮬레이터(6) 내부에 소정 높이로 돌출되도록 설치되며, 어큐뮬레이터(6) 내에 설치된 주 흡입관(7b)의 일 끝단부 하측에는 어큐뮬레이터(6)의 하부에 고인 오일이 유입될 수 있도록 오일유입공(9)이 마련되어 있다. 따라서, 냉매는 주 흡입관(7b)과 보조 흡입관(7c)을 통해 주 압축기(1a)와 보조 압축기(1b)로 모두 전달될 수 있게 되는 반면 어큐뮬레이터(6)에 담긴 오일은 오일유입공(9)이 마련되어 있는 주 흡입관(7b)을 통해 주 압축기(1a)로만 전달될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 냉동시스템에는 주 압축기(1a)에 적정량 이상의 오일이 담겨있을 때 여분의 오일이 보조 압축기(1b)측으로 전달될 수 있게 하는 오일전 달관(7c)이 구비되어 있다.

오일전달관(7c)은 그 일단이 주 압축기(1a)의 적정 오일 유면 높이에 대응하도록 설치되고 그 타단이 보조 흡입관(7c)의 중도에 연결되는 것으로, 주 압축기(1a)에 오일이 적정량 이상으로 공급되면 여분의 오일은 오일전달관(7c)을 통해 보조 흡입관(7c)에 전달되어 보조 압축기(1b)로 공급된다. 따라서, 주 압축기(1a)에 담긴 오일의 유면 높이를 적정 수준으로 유지할 수 있게 된다. 이 때, 오일전달관(7c)의 중도에는 오일전달관(7c)의 유로저항을 증가시키는 제 2 모세관(8b)이 배치되어, 제 2 모세관(8b)을 통해 오일이 보조 압축기(1b)측으로 유동하는 오일의 유동속도를 조절할 수 있게 되어 있다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉동시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 주 압축기(1a)가 단독으로 동작하며 냉매를 압축할 경우를 살펴보면, 주 압축기(1a)가 동작하며 냉매를 압축함에 따라 주 압축기(1a)에 담겨 있던 오일 중 일부는 냉매와 함께 토출관(7a)으로 토출된다. 토출관(7a)을 통해 토출된 오일은 오일분리기(5) 및 어큐뮬레이터(6)를 통해 회수되는데, 본 발명에 따라 어큐뮬레이터(6)에 담긴 오일은 오일유입공(9)이 마련된 주 흡입관(7b)을 통해 주 압축기(1a)로만 전달되도록 되어 있으므로 주 압축기(1a)에서 토출되었던 오일의 대부분은 다시 주 압축기(1a)에 그대로 전달된다. 따라서, 주 압축기(1a)는 적정 오일 유면 높이를 지속적으로 확보할 수 있다.

다음으로 주 압축기(1a) 및 보조 압축기(1b)가 모두 동작하며 냉매를 압축할 경우를 살펴보면, 주 압축기(1a) 및 보조 압축기(1b)가 동작하며 냉매를 압축함에 따라 주 압축기(1a) 및 보조 압축기(1b)에 담겨 있던 오일 중 일부는 냉매와 함께 토출관(7a)으로 토출된다. 토출관(7a)을 통해 토출된 오일은 오일분리기(5) 및 어큐뮬레이터(6)를 통해 다시 회수된 후, 오일유입공(9)이 마련된 주 흡입관(7b)을 통해 주 압축기(1a)에 전달된다.

주 압축기(1a)에는 주 압축기(1a) 및 보조 압축기(1b)에서 토출된 오일이 모두 전달되므로 주 압축기(1a)에는 적정량 이상의 오일이 공급된다. 이 때, 주 압축기(1a)에는 적정 오일 유면 높이와 대응하도록 오일전달관(7c)의 일단이 설치되어 있으므로 적정량 이상으로 공급된 여분의 오일은 오일전달관(7c)을 통해 보조 압축기(1b)로 전달되므로 주 압축기(1a) 및 보조 압축기(1b)는 각각 적정 오일 유면 높이를 확보할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동시스템은 어큐뮬레이터에 담긴 오일은 모두 주 압축기에 전달되며, 주 압축기에 적정량 이상 공급된 오일은 오일전달관을 통해 보조 압축기로 전달되도록 되어 있으므로, 주 압축기만이 동작할 경우에는 주 압축기에서 토출된 오일이 그대로 주 압축기로 공급되어 주 압축기가 적정 오일 유면 높이를 확보할 수 있으며, 주 압축기 및 보조 압축기가 동작할 경우에는 적정량 이상의 오일이 주 압축기로 공급된 후 여분의 오일이 오일전달관을 통해 보조 압축기로 전달되어 주 압축기와 보조 압축기가 각각 적정 오일 유면 높이를 확보할 수 있으므로 별도의 제어 없이 간단한 기구적인 구성으로 주 압축기 및 보조 압축기에서의 오일부족현상을 예방할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Claims (14)

1. 냉매를 압축하는 주 압축기와, 냉동부하에 따라 선택적으로 동작하며 냉매를 압축하는 적어도 하나의 보조 압축기와, 상기 주 압축기로 흡입되는 냉매를 안내하는 주 흡입관과 상기 보조 압축기로 흡입되는 냉매를 안내하는 보조 흡입관이 각각 연결되는 하나의 어큐뮬레이터와, 상기 주 흡입관에 마련되어 상기 어큐뮬레이터에 담긴 오일이 상기 주 흡입관을 통해 상기 주 압축기로 안내될 수 있게 하는 오일유입공과, 일단이 상기 주 압축기에 설치되어 상기 주 압축기의 오일이 상기 보조 압축기측으로 전달될 수 있게 하는 오일전달관을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 주 흡입관 및 상기 보조 흡입관은 상기 어큐뮬레이터로부터 냉매를 전달받을 수 있도록 개방되어 있는 일단이 상기 어큐뮬레이터의 하면을 관통하여 상측으로 돌출되며, 상기 오일유입공은 개방되어 있는 상기 보조 흡입관의 일 끝단에 비하여 상대적으로 낮은 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 오일전달관의 일단은 상기 주 압축기의 일측에 상기 주 압축기의 적정 오일 유면 높이에 대응하도록 설치되며, 타단은 상기 보조 흡입관의 중도에 연결되 는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 주 압축기 및 상기 보조 압축기에서 토출된 냉매를 안내하는 토출관의 중도에 설치되어 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하는 오일분리기와, 일단은 상기 오일분리기에 연결되며 타단은 상기 어큐뮬레이터로 냉매를 안내하는 냉매관에 연결되어 오일을 상기 오일분리기로부터 상기 어큐뮬레이터측으로 전달하는 오일리턴관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 오일리턴관의 중도에는 상기 오일리턴관의 유로저항을 증가시키는 제 1 모세관이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 오일전달관의 중도에는 상기 오일전달관의 유로저항을 증가시키는 제 2 모세관이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
7. 다수의 압축기와, 상기 다수의 압축기로의 액냉매 유입을 저감하기 위한 하나의 어큐뮬레이터를 포함한 냉동시스템에 있어서,

   상기 다수의 압축기는 상기 어큐뮬레이터로부터 오일을 전달받는 주 압축기 와, 상기 주 압축기로부터 오일을 전달받는 적어도 하나의 보조 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 어큐뮬레이터에는 상기 주 압축기로 냉매를 전달되는 주 흡입관과 상기 보조 압축기로 냉매를 전달하는 보조 흡입관이 각각 연결되며, 상기 주 흡입관에는 상기 어큐뮬레이터 내의 오일이 유입될 수 있도록 오일유입공이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 주 압축기의 오일이 상기 상기 보조 압축기에 전달될 수 있도록 일단은 상기 주 압축기의 일측에 설치되며 타단은 상기 보조 흡입관에 설치되는 오일전달관을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 오일전달관의 일단은 상기 주 압축기의 적정 오일 유면 높이와 대응하는 높이에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
11. 제 8항에 있어서,

    상기 주 흡입관 및 상기 보조 흡입관은 그 일 끝단이 상기 어큐뮬레이터로부 터 냉매를 전달받을 수 있도록 개방되며 상기 어큐뮬레이터의 하면을 상측으로 관통하여 돌출되며, 상기 오일유입공은 개방되어 있는 상기 보조 흡입관의 일 끝단에 비하여 상대적으로 낮은 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
12. 제 7항에 있어서,

    상기 주 압축기 및 상기 보조 압축기에서 토출된 냉매를 안내하는 토출관의 중도에 설치되어 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하는 오일분리기와, 일단은 상기 오일분리기에 설치되며 타단은 상기 어큐뮬레이터로 냉매를 안내하는 냉매관에 연결되어 오일을 상기 오일분리기로부터 상기 어큐뮬레이터측으로 전달하는 오일리턴관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 오일리턴관의 중도에는 상기 오일리턴관의 유로저항을 증가시키는 제 1 모세관이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
14. 제 9항에 있어서,

    상기 오일전달관의 중도에는 상기 오일전달관의 유로저항을 증가시키는 제 2 모세관이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.

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