KR20070025332A - Refrigerating system - Google Patents

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이석희
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Abstract

A cooling system is provided to smoothly cool each part of a refrigerator according to a cooling temperature and reduce cooling time of a predetermined desired temperature of food by forming plural evaporators and expansion valves. A cooling system comprises a compressor(10) compressing refrigerator, a condenser(20), plural evaporators evaporating the condensed refrigerator, plural expansion valves arranged on a refrigerant line between the condenser and the evaporator to control the flow rate of the refrigerator, and a gas-liquid separator(50) placed on the refrigerant line installed with the expansion valve to divide the refrigerant into liquid and gas. The plural evaporators contain a high temperature evaporator(31), a middle temperature evaporator(32), and a low temperature evaporator(33). The expansion valves contains high and low pressure expansion valves(41,42).

Description

냉동시스템{REFRIGERATING SYSTEM}Refrigerating system {REFRIGERATING SYSTEM}

도 1은 종래의 냉동시스템에 대한 회로도1 is a circuit diagram of a conventional refrigeration system

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동시스템에 대한 회로도2 is a circuit diagram of a refrigeration system according to an embodiment of the present invention;

*도면의 주요 부호에 대한 설명** Description of Major Symbols in Drawings *

10 : 압축기 20 : 응축기10 compressor 20 condenser

30 : 증발기 40 : 팽창밸브30: evaporator 40: expansion valve

50 : 기액분리기50: gas-liquid separator

본 발명은 냉동시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 냉매를 제공받아 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발시키는 복수의 증발기와, 상기 응축기와 상기 증발기 사이의 냉매라인에 마련되어 냉매의 유량을 조절하는 복수의 팽창밸브와, 상기 팽창밸브가 설치된 냉매라인에 마련되어 상기 응축기로부터 제공된 냉매를 액체상태와 기체상태로 분리하는 기액분리기를 포함함으로써, 냉매의 온도를 조절하여 각 식품의 요구하는 소정의 온도까지의 냉각시간을 단축시켜 사용자의 요구를 충족시키는 냉동시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a refrigerating system, and more particularly, a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for receiving a condenser from the compressor, a plurality of evaporators for evaporating the refrigerant condensed in the condenser, the condenser and the A plurality of expansion valves provided in the refrigerant line between the evaporators to control the flow rate of the refrigerant, and a gas-liquid separator provided in the refrigerant line in which the expansion valve is installed to separate the refrigerant provided from the condenser into a liquid state and a gas state. The present invention relates to a refrigeration system that satisfies a user's needs by shortening the cooling time to a predetermined temperature required for each food by adjusting the temperature.

냉동기는 밀폐된 용기 속의 온도를 그 주위의 온도보다 낮게 하기 위하여 열을 흡수하여 냉동작용을 하는 것이다.The refrigerator absorbs heat and freezes the temperature in a closed container below the temperature around it.

냉동기의 저온 쪽에서 고온 쪽으로 열을 이동시키는 열펌프의 역할을 하며, 열을 운반하는 동작유체를 냉매라 하는데, 이러한 냉매로는 이산화탄소, 암모니아, 염화메틸 등이 주로 사용되었으며, 최근까지는 프레온을 사용하였으나 오존층 파괴 문제로 대체물질의 개발이 이루어지고 있다. It acts as a heat pump that transfers heat from the low temperature side of the refrigerator to the high temperature side. The operating fluid that carries heat is called a refrigerant. Such refrigerants are mainly carbon dioxide, ammonia, methyl chloride, and so on. Due to the problem of ozone depletion, the development of alternative materials is under way.

이들 기화하기 쉬운 냉매를 액체로 하여, 그것이 기화할 때 주위로부터 기화열을 빼앗는 현상을 이용한 것이 냉동기의 원리이며, 이러한 냉동시스템(이를 "냉동사이클"이라고도 함)은 압축기, 응축기 및 증발기 등의 폐회로로 구성되어 있다.The principle of the refrigerator is to use these easy-to-vaporize refrigerants as liquids and to remove the heat of vaporization from the surroundings when they evaporate. This refrigeration system (also called "freezing cycle") is a closed circuit such as a compressor, a condenser and an evaporator. Consists of.

압축기에서 압축된 냉매는 응축기를 통하여 액상으로 응축된 후, 증발기에서 증발되며, 증발기에서는 냉매를 증발시키는 과정에서 주위의 잠열을 이용하여 냉기를 발생시키게 된다. The refrigerant compressed in the compressor is condensed into the liquid phase through the condenser, and then evaporated in the evaporator. The evaporator generates cold air by using latent heat in the process of evaporating the refrigerant.

이러한 냉동시스템이 적용되는 가전기기로는 냉장고를 포함하여 에어컨 등이 있다. Home appliances to which such a refrigeration system is applied include an air conditioner including a refrigerator.

도 1은 종래의 냉동시스템에 대한 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional refrigeration system.

도 1에서 도시된 바와 같이, 종래의 냉동시스템은 냉매를 압축시키는 압축기 (10)와, 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기(20)와, 응축된 냉매를 증발시키는 증발기(30)로 구성된다. As shown in FIG. 1, the conventional refrigeration system includes a compressor 10 for compressing a refrigerant, a condenser 20 for condensing the compressed refrigerant into a liquid phase, and an evaporator 30 for evaporating the condensed refrigerant. .

상기 응축기(20)와 상기 증발기(30) 사이에는 압축기(10)의 운전 상태에 따라 냉동시스템 내에 흐르는 유량을 조절하는 팽창밸브(40)가 설치되어 있다.An expansion valve 40 is installed between the condenser 20 and the evaporator 30 to adjust the flow rate in the refrigeration system according to the operating state of the compressor 10.

상기 팽창밸브(40)에 의해 유량이 조절된 냉매가 증발기(30)로 유입되면 상기 증발기(30)에서 기화함으로써 냉기를 형성하게 되고, 냉기 형성으로 인하여 기화된 냉매는 상기 압축기(10)로 순환된다. When the refrigerant whose flow rate is controlled by the expansion valve 40 flows into the evaporator 30, the refrigerant is vaporized by the evaporator 30 to form cold air, and the refrigerant vaporized due to the formation of cold air is circulated to the compressor 10. do.

이처럼, 냉매는 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(40), 증발기(30)간의 사이클을 반복적으로 순환하면서 증발기(30)를 통하여 냉기를 형성하게 되는 것이다.As such, the refrigerant forms cold air through the evaporator 30 while repeatedly cycling the cycle between the compressor 10, the condenser 20, the expansion valve 40, and the evaporator 30.

냉동시스템에 있어서는, 저온의 냉각을 하고자 할 때는 저항값을 크게 하여 압력강하를 크게 하여야 하는 데, 1개의 팽창밸브와 1개의 증발기로 구성되어 있는 종래의 냉동시스템에서는 저항값의 크기에 반비례하여 냉매의 순환량은 적어진다.In the refrigeration system, when cooling at low temperature, the pressure drop must be increased by increasing the resistance value. In the conventional refrigeration system, which is composed of one expansion valve and one evaporator, the refrigerant is inversely proportional to the magnitude of the resistance value. The circulation amount of becomes less.

따라서, 냉매의 온도는 낮아지나 순환량이 적어져서 각 식품이 요구하는 소정의 온도까지 냉각시키는 데 시간이 오래 걸려 사용자가 요구하는 만큼의 냉각효과를 발휘하지 못하게 되어 불편이 초래된다.Therefore, the temperature of the refrigerant is lowered, but the circulation amount is reduced, so that it takes a long time to cool down to a predetermined temperature required for each food, and thus the cooling effect is not exerted as required by the user, resulting in inconvenience.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 냉동시스템에 복수의 증발기와 복수의 팽창밸브를 형성함으로써, 냉장고의 각 부분의 냉동 온도에 맞게 냉각 작용을 수행하도록 냉매의 온도를 조절하여 각 식품의 요구하는 소정의 온도까지의 냉각시간을 단축시켜 사용자의 요구를 충족시키는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems as described above, the present invention by forming a plurality of evaporators and a plurality of expansion valves in the refrigeration system, the cooling of the refrigerant to perform the cooling operation according to the freezing temperature of each part of the refrigerator The purpose is to meet the needs of the user by adjusting the temperature to shorten the cooling time to the desired temperature of each food.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 냉매를 제공받아 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발시키는 복수의 증발기와, 상기 응축기와 상기 증발기 사이의 냉매라인에 마련되어 냉매의 유량을 조절하는 복수의 팽창밸브와, 상기 팽창밸브가 설치된 냉매라인에 마련되어 상기 응축기로부터 제공된 냉매를 액체상태와 기체상태로 분리하는 기액분리기를 포함한다.The present invention for achieving the above object is a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for receiving the refrigerant from the compressor and condensation, a plurality of evaporators for evaporating the refrigerant condensed in the condenser, a refrigerant between the condenser and the evaporator And a plurality of expansion valves provided in the line to control the flow rate of the refrigerant, and a gas-liquid separator provided in the refrigerant line in which the expansion valve is installed to separate the refrigerant provided from the condenser into a liquid state and a gas state.

바람직하게는, 상기 복수의 증발기는 각 부분의 소정의 냉각 온도로 냉각 작용이 신속하게 수행되도록 고온 증발기와, 중온 증발기와, 저온 증발기를 포함한다.Preferably, the plurality of evaporators includes a high temperature evaporator, a medium temperature evaporator, and a low temperature evaporator so that a cooling action is rapidly performed at a predetermined cooling temperature of each portion.

바람직하게는, 상기 팽창밸브는 상기 응축기와 상기 증발기를 연결하는 냉매라인 상에서 상기 응축기의 토출 배관측에 배치되는 고압팽창밸브와, 상기 고압팽창밸브에 대해 이격되며, 상기 복수의 증발기중 어느 하나의 증발기의 유입 배관측에 배치되는 저압팽창밸브를 포함한다.Preferably, the expansion valve is spaced apart from the high pressure expansion valve and the high pressure expansion valve disposed on the discharge pipe side of the condenser on the refrigerant line connecting the condenser and the evaporator, the one of the plurality of evaporators And a low pressure expansion valve disposed on the inlet pipe side of the evaporator.

바람직하게는, 상기 기액분리기는 상기 고압팽창밸브와 상기 저압팽창밸브 사이의 냉매라인에 마련된다. Preferably, the gas-liquid separator is provided in a refrigerant line between the high pressure expansion valve and the low pressure expansion valve.

이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동시스템에 대한 회로도이다.2 is a circuit diagram of a refrigeration system according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동시스템은 크게 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(10)와, 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기(20)와, 응축된 냉매를 증발시키는 증발기(31, 32, 33)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the refrigerating system according to the present invention includes a compressor 10 for compressing a refrigerant at a high temperature and high pressure, a condenser 20 for condensing the compressed refrigerant into a liquid phase, and an evaporator for evaporating the condensed refrigerant. (31, 32, 33).

상기 응축기(20)와 상기 증발기(33) 사이의 냉매라인에는 냉매의 유량을 조절하는 한편 시스템 내에 흐르는 냉매를 팽창시키는 복수의 팽창밸브(41, 42)가 마련되어 있다.The refrigerant line between the condenser 20 and the evaporator 33 is provided with a plurality of expansion valves 41 and 42 for controlling the flow rate of the refrigerant and for expanding the refrigerant flowing in the system.

상기 복수의 팽창밸브(41, 42)는 각각 냉매의 이동방향에 대하여 응축기(20)의 토출 배관측에 인접하게 배치되는 고압팽창밸브(41)와, 상기 고압팽창밸브(42)에 대해 이격되고 상기 증발기(33)의 유입 배관측에 인접하게 배치되는 저압팽창밸브(42)를 포함한다.Each of the plurality of expansion valves 41 and 42 is spaced apart from the high pressure expansion valve 42 and the high pressure expansion valve 42 disposed adjacent to the discharge pipe side of the condenser 20 with respect to the moving direction of the refrigerant. And a low pressure expansion valve 42 disposed adjacent to the inlet pipe side of the evaporator 33.

상기 고압팽창밸브(41) 및 저압팽창밸브(42)가 형성된 응축기(20)와 증발기(33) 사이의 냉매라인에는 상기 고압팽창밸브(41) 및 저압팽창밸브(42) 사이에 배치되어 응축기(20)로부터 제공된 냉매를 액체상태와 기체상태로 분리하는 기액분리기(50)가 설치된다. The refrigerant line between the high pressure expansion valve 41 and the low pressure expansion valve 42 and the condenser 20 and the evaporator 33 is disposed between the high pressure expansion valve 41 and the low pressure expansion valve 42 to condenser ( A gas-liquid separator 50 for separating the refrigerant provided from 20 into a liquid state and a gas state is provided.

상기 증발기(31, 32, 33)는 냉장고 각 부분의 필요한 냉동 온도로 냉각 작용을 신속하게 수행하도록 고온 증발기(31)와, 중온 증발기(32)와, 저온 증발기(33)로 구성된다.The evaporators 31, 32, 33 are composed of a high temperature evaporator 31, a medium temperature evaporator 32, and a low temperature evaporator 33 so as to quickly perform a cooling operation at a required freezing temperature of each part of the refrigerator.

냉장고 내에서 상기 고온 증발기(31)는 냉장실에 설치되고, 중온 증발기(32)는 냉동실에 설치되며, 저온 증발기(33)는 초저온 냉동실에 설치된다. In the refrigerator, the high temperature evaporator 31 is installed in the refrigerating chamber, the medium temperature evaporator 32 is installed in the freezing chamber, and the low temperature evaporator 33 is installed in the cryogenic freezing chamber.

이러한 구성을 가지는 냉동시스템에서 압축기(10)의 운전 상태에 따라 냉매가 이동하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the process of moving the refrigerant in accordance with the operating state of the compressor 10 in the refrigeration system having such a configuration as follows.

냉매는 먼저 압축기(10)에서 고온 고압으로 압축된 후, 응축기(20)로 유입되어 액상으로 응축된다.The refrigerant is first compressed to high temperature and high pressure in the compressor 10, and then flows into the condenser 20 to condense into a liquid phase.

그리고는 냉매의 유량을 조절하는 고압팽창밸브(41)를 지나 기액분리기(50)에 유입되어 기체상태의 냉매와 액체상태의 냉매가 분리된다. Then, the high-pressure expansion valve 41 for controlling the flow rate of the refrigerant flows into the gas-liquid separator 50 to separate the refrigerant in the gas state and the refrigerant in the liquid state.

상기 기액분리기(50) 내에서 분리된 냉매중 기체상태의 냉매는 고온 증발기(31)로 유입된 후, 상기 고온 증발기(31)에서 기화하며, 이에 고온 증발기(31)의 주변에서는 잠열에 의하여 냉기가 형성되어 원하는 해당 영역인 냉장실을 냉각시키게 된다. The gaseous refrigerant in the refrigerant separated in the gas-liquid separator (50) flows into the high temperature evaporator (31), and then vaporizes in the high temperature evaporator (31), whereby cold air is produced by latent heat around the high temperature evaporator (31). Is formed to cool the refrigerating compartment, which is the desired area.

그리고, 상기 기액분리기(50) 내에서 분리된 액체상태의 냉매의 일부는 중온 증발기(32)로 보내진 후 증발되어 상기 중온 증발기(32)가 설치되는 냉동실을 냉각시키며, 그 외의 액체상태의 냉매는 저온 증발기(33)의 유입 배관측에 배치되는 저압팽창밸브(42)를 통해서 한번 더 팽창되어 저압으로 만들어진 후에 저온 증발기(33)로 보내진다.In addition, a portion of the liquid refrigerant separated in the gas-liquid separator 50 is sent to the medium temperature evaporator 32 and then evaporated to cool the freezer compartment in which the medium temperature evaporator 32 is installed, and the other liquid refrigerant is The low pressure expansion valve 42 disposed on the inlet pipe side of the low temperature evaporator 33 is expanded once more to make the low pressure and then sent to the low temperature evaporator 33.

상기 저온 증발기(33)로 유입된 초저압 초저온 냉매는 저온 증발기(33)가 설치되는 초저온 냉동실의 초저온 냉동이 수행되도록 저온 증발기(33)에서 기화된다. The ultra low pressure cryogenic refrigerant introduced into the low temperature evaporator 33 is evaporated in the low temperature evaporator 33 to perform ultra low temperature freezing of the cryogenic freezing compartment in which the low temperature evaporator 33 is installed.

이처럼, 냉장고의 각 부분인 냉장실, 냉동실, 초저온 냉동실의 냉각 작용에 적절하도록 이에 대응하는 3개의 증발기가 형성되어 냉장고 각 부분이 사용자의 요구에 맞는 냉동 작용을 수행할 수 있도록 된다.As such, three evaporators corresponding to the refrigerators, the freezers, and the cryogenic freezers, which are the respective parts of the refrigerator, are formed so that each part of the refrigerator can perform a freezing action that meets the needs of the user.

또한, 상기 고온, 중온 및 저온 증발기(31, 32, 33)에서 증발된 기체상태의 냉매는 다시 압축기(10)로 유입되어 위의 순환을 반복하게 된다.In addition, the gaseous refrigerant evaporated in the high, medium and low temperature evaporators 31, 32, and 33 are introduced into the compressor 10 again to repeat the above cycle.

물론, 상기 증발기(31, 32, 33)로부터 상기 압축기(10)로 향하는 냉매는 증발기(31, 32, 33)와 압축기(10) 사이에 마련되어 증발기(31, 32, 33)에서 미처 기화하지 못한 액상의 냉매가 압축기(10)로 유입되는 것을 저지하기 위한 어큐물레이터(미도시)를 거치는 것이 바람직할 것이다. Of course, the refrigerant directed from the evaporators 31, 32, 33 to the compressor 10 is provided between the evaporators 31, 32, 33 and the compressor 10, and thus cannot be vaporized in the evaporators 31, 32, 33. It may be desirable to pass through an accumulator (not shown) to prevent liquid refrigerant from entering the compressor 10.

본 발명은 냉동시스템에 복수의 증발기와 복수의 팽창밸브를 형성함으로써, 냉장고의 각 부분의 냉동 온도에 맞게 냉각 작용이 원활하고, 신속하게 수행되도록 냉매의 온도를 조절하여 각 식품의 요구하는 소정의 온도까지의 냉각시간을 단축시키며, 특히 저압 팽창된 초저압 초저온 냉매에 의해 초저온 냉동이 수행되어 사용자의 요구를 충족시킬 수 있게 된다. According to the present invention, a plurality of evaporators and a plurality of expansion valves are formed in a refrigeration system, so that the cooling operation is smoothly and quickly performed in accordance with the freezing temperature of each part of the refrigerator, and the temperature of the refrigerant is adjusted to provide a predetermined amount of food. The cooling time to the temperature is shortened, and in particular, cryogenic refrigeration is performed by the low pressure expanded ultra low pressure cryogenic refrigerant to meet the needs of the user.

Claims (4)

냉매를 압축시키는 압축기와;A compressor for compressing the refrigerant; 상기 압축기로부터 냉매를 제공받아 응축하는 응축기와;A condenser for receiving and condensing refrigerant from the compressor; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발시키는 복수의 증발기와;A plurality of evaporators for evaporating the refrigerant condensed in the condenser; 상기 응축기와 상기 증발기 사이의 냉매라인에 마련되어 냉매의 유량을 조절하는 복수의 팽창밸브와;A plurality of expansion valves provided in a refrigerant line between the condenser and the evaporator to adjust a flow rate of the refrigerant; 상기 팽창밸브가 설치된 냉매라인에 마련되어 상기 응축기로부터 제공된 냉매를 액체상태와 기체상태로 분리하는 기액분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템And a gas-liquid separator provided in the refrigerant line in which the expansion valve is installed to separate the refrigerant provided from the condenser into a liquid state and a gas state. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 증발기는 각 부분의 소정의 냉각 온도로 냉각 작용이 신속하게 수행되도록 고온 증발기와;The plurality of evaporators having a high temperature evaporator such that a cooling action is rapidly performed at a predetermined cooling temperature of each portion; 중온 증발기와;A medium temperature evaporator; 저온 증발기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템Refrigeration system comprising a low temperature evaporator 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 팽창밸브는 상기 응축기와 상기 증발기를 연결하는 냉매라인 상에서 상기 응축기의 토출 배관측에 배치되는 고압팽창밸브와;The expansion valve includes a high-pressure expansion valve disposed on the discharge pipe side of the condenser on the refrigerant line connecting the condenser and the evaporator; 상기 고압팽창밸브에 대해 이격되며, 상기 복수의 증발기중 어느 하나의 증발기의 유입 배관측에 배치되는 저압팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템A refrigeration system spaced apart from the high pressure expansion valve, the low pressure expansion valve being disposed on an inlet pipe side of any one of the evaporators of the plurality of evaporators; 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 기액분리기는 상기 고압팽창밸브와 상기 저압팽창밸브 사이의 냉매라인에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동시스템The gas-liquid separator is provided in a refrigerant line between the high pressure expansion valve and the low pressure expansion valve.
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CN112460858A (en) * 2020-12-01 2021-03-09 珠海格力电器股份有限公司 Air conditioner
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