KR20110019818A

KR20110019818A - 제상 시스템

Info

Publication number: KR20110019818A
Application number: KR1020090077392A
Authority: KR
Inventors: 백현정
Original assignee: 백현정
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-03-02

Abstract

본 발명은 냉동 장치(냉동기 및 히트펌프를 총칭 하는 의미로서 이하 “냉동 장치”로 칭함)의 제상 장치에 관한 것으로, 그 목적은 동계의 실외기 공기 코일의 제상을 핫 가스 바이 패스 제어 변으로 압축기의 운전 정지가 없으며, 사방변의 절환 과정이 없으며, 압축기 흡입 측으로 액 냉매가 유입 되지 않는 순차적 제상 운전 시스템에 관한 것으로서, 복수의 실외기 공기 코일을 순차적으로 핫 가스 제상을 하는 방식으로서, 신속한 제상으로 제상 시간을 줄이고, 순수 난방 운전 시간을 늘려 주어 에너지 절감 및 냉동 장치를 안정적으로 운전 할 수 있도록 한다.

또한, 동절기의 실외기(2, 3)의 공기 코일의 제상을 핫 가스 바이 패스 제어변(20, 21, 22)을 활용한 핫 가스 바이 패스 제상 방식으로 실외기(2, 3)를 순차 적으로 하나씩 제상함으로서 사방변의 절환 및 압축기의 정지 운전이 없고, 기존의 핫 가스 바이 패스 제상 방식 보다 빠른 제상 성능으로 고효율의 운전을 가능 하게 한다.

이를 위해, 핫 가스 바이 패스 제어변(20, 21, 22, Hot gas bypass valve)을 기존의 냉동 장치의 사이클인 실외기 시스템(100) 및 실내기 시스템(200)에 추가로 부착한 형태로서, 동계에 실외기(2, 3)의 핫 가스를 활용한 연속 순차 제상 방식으로 난방 능력을 향상시키므로 에너지 절약뿐만 아니라 액 압축에 의한 압축기(1)의 소손을 방지 하는 특징이 있다.

제상, 핫 가스 제상, 사 방변, 압축기, 팽창변

Description

제상 시스템{DEFROST SYSTEM}

본 발명은 냉동 장치의 제상 장치에 관한 것으로, 동계의 실외기 공기 코일의 제상을 핫 가스 바이 패스 제어 변으로, 압축기의 운전 정지가 없으며, 사방변의 절환 과정이 없으며, 압축기 흡입 측으로 액 냉매가 유입 되지 않는 순차적 제상 운전 시스템으로서, 복수의 실외기 공기 코일을 순차적으로 핫 가스 제상을 하는 방식이고, 신속한 제상으로 제상 시간을 줄이고, 순수 난방 운전 시간을 늘려 주어 에너지 절감 및 냉동 장치를 안정적으로 운전 할 수 있도록 하는 것이다.

종래의 냉동 장치의 제상 시스템으로는 다음과 같은 것 들이 있다.

<실례 1>

도 7은 종래의 일반적인 냉동 장치로 현재 가장 많이 사용 되어 지는 기본 사이클이다.

도 7은 상기 냉동 장치의 사이클 도면 의로서, 압축기(1), 실외기(3), 팽창변(10), 실내기(4) 및 사방변(5)로 구성된 냉, 난방용 운전 형태의 냉동 장치로서, 냉방 운전 에서는 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 사방변(5)거처 실외기(3)에서 외부 공기와 열교환후 액 냉매로 응축 되어 팽창변(10)에서 감압팽창 하여 실 내기(5)에서 실내 공기와 열교환후 가스로 변환되어 사방변(5)을 통하여 압축기(1)로 흡입되어 지며, 난방 운전 에서는 압축기(1)의 출구의 고온 고압의 가스를 실내기(4)에서 응축된 후 팽창변(10)에서 감압 팽창 후 실외기(3)에서 공기와 열교환후 냉매 가스 상태로 사방변(5)을 통하여 압축기(1)에 인입 되어 지는 사이클이다.

그렇지만, 상기 종래의 사이클에 있어서는, 동계의 실외기(3)의 제상운전은 역 사이클 방식으로서 간단히 서술 하면, 난방 운전 정지{압축기(1)정지} --> 사방변(5)의 절환 --> 제상 운전 {압축기(1)운전} --> 제상 운전 완료 -- > 압축기(1)정지 --> 사방변(5) 절환 --> 난방 운전{압축기(1)운전}의 순서로 제어 되어 지므로 사방변(5)의 절 환시 액 냉매가 압축기(1) 흡입 측으로 유입되어 액 압축에 의한 압축기(1)의 소손의 위험이 있으며, 압축기(1)의 정지 후 재가동을 반복함으로서 압축기(1)의 소손의 위험이 있으며, 사방변(5)의 오작동의 위험이 있고, 실내기(4)를 증발기로 사용함으로서 실 내측에 찬 공기가 토출 되어 불쾌감을 유발 할 수 있고, 제상 시간이 길어져서 난방 성능 저하의 원인이 된다.

<실례 2>

도 8은 종래의 멀티 히트펌프 시스템으로 대한민국 특허 공개 번호 10-2008-0011258로 공고 개시된 것이다.

도면 8은 상기 공개에 개시된 종래의 멀티 히트펌프 시스템의 사이클 도면 이다.

상기 멀티 히트펌프 시스템은 압축기(110), 실외기(130a, 130b), 팽창변(176a, 176b), 사방변(120a, 120b), 절환 부(20) 및 실내 유닛(30)으로 구성 된 냉, 난방용 동시형 멀티 히트펌프 시스템으로서, 전체 냉방 운전 에서는 압축기(110)의 고온 고압의 냉매 가스를 사방변(120)거처 실외기(130a, 130b)에서 외부 공기와 열 교환 후 액 냉매로 응축 되어 액 냉매 배관(210)을 거처 실내 유닛(30)의 팽창변(321, 322, 323)에서 감압팽창 하여 실내기 코일(311, 312, 313)에서 실내 공기와 열교환후 가스로 변환되어 복수의 제어변(244, 245, 246)을 통하여 압축기(110)의 입구 측으로 흡입되어 지며, 부분 냉방 운전에서는 상기 전체 냉방 운전에서 실내 유닛(30)중 일부가 난방운전을 하는 사이클로서, 압축기(110)의 출구의 고온 고압의 가스를 난방 적용 실내 유닛(30)의 제어변(241 또는 242 또는 243)을 통하여 실내 유닛(30)에서 응축 후 액 냉매 배관(210)에 인입 시키는 구조 이다.

또한, 전체 난방 운전 에서는 압축기(110)의 출구의 고온 고압의 가스를 복수의 제어변(241, 242, 243)을 통하여 실내 유닛(30)에서 응축 후 액 냉매 배관(210)을 통해서 팽창변(176a, 176b)에서 감압 팽창 후 실외기(130a, 130b)에서 공기와 열교환후 냉매 가스 상태로 사방변(120a, 120b)을 통하여 압축기(110)에 인입 되는 구조 이고, 부분 난방 운전에서는 전체 난방 운전 준에서 일부의 실내 유닛(30)이 증발기로 운전 되는 것으로서, 액 냉매 배관(210)에서 팽창변(321 또는 322 또는 323)에서 감압 팽창 후 제어변(244 또는 245 또는 246)을 통하여 실내에 인입 되어 지는 사이클이다.

그렇지만, 상기 종래의 사이클의 제상 운전에 있어서는, 동계의 실외기(130a, 130b)의 제상운전 방식을 간단히 서술 하면, 난방 운전 정지{사방변(120a) 절환} --> 실외기(130a) 제상운전 --> 실외기(13a) 제상완료 --> 사 방변(120a) 절환 --> 사방변(120a) 절환 --> 실외기(130b) 제상운전 --> 실외기(13b) 제상완료 --> 사방변(120b) 절환 --> 난방운전의 순서로 제어 되어 지므로 사방변(120a, 120b)의 절 환시 액 냉매가 압축기(110)의 흡입 측으로 유입되어 액 압축에 의한 압축기(110)의 소손의 위험이 있으며, 사방변(120a, 120b)의 오작동의 위험이 있고, 고가의 사방변(120a, 120b)을 최소 2개 이상으로 구성 되어 지므로 원가의 상승 및 제조 공정이 복잡 하여 지는 실정이다.

본 발명은 동계의 실외기 공기 코일의 제상을 핫 가스 바이 패스 제어 변으로, 압축기의 정지 운전 및 사방변의 절환 운전이 없고, 압축기 흡입 측으로 액 냉매가 유입 되지 않는 순차적 연속 제상 운전 시스템으로서, 신속한 제상으로 제상 시간을 줄이고, 순수 난방 운전 시간을 늘려 주어 에너지 절감할 수 있는 시스템을 제공 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 실외기 시스템(100), 실내기 시스템(200), 및 제어부(300)로 구성 되어진 형태에서, 동계 연속 순차 제상을 위해서 핫 가스 바이 패스 제어변(20, 21, 22), 실외기(2, 3) 및 팽창변(10, 11)을 복수로 부착 하여서, 실외기(2, 3)의 공기 코일의 제상을 핫 가스 바이 패스 제어변(20, 21, 22)을 활용한 핫 가스 바이 패스 제상 방식으로 실외기(2, 3)를 순차 적으로 하나씩 제상함으로서 사방변의 절환 및 압축기의 정지 운전이 없고, 기존의 핫 가스 바이 패스 제상 방식 보다 빠른 제상 성능으로 고효율의 운전 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 냉동 장치의 제상 장치에 관한 것으로, 동계의 실외기 공기 코일의 제상을 핫 가스 바이 패스 제어 변으로, 압축기의 정지 운전 및 사방변의 절환 운전이 없고, 압축기 흡입 측으로 액 냉매가 유입 되지 않는 순차적 연속 제상 운전 시스템으로서, 신속한 제상으로 제상 시간을 줄이고, 순수 난방 운전 시간을 늘려 주어 에너지 절감할 수 있는 제상운전으로, 난방 운전 효율을 향상 시키고, 압축기의 소손의 주된 원인의 하나인 액 압축의 문제를 해결 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 냉동 장치는, 냉매 가스를 고온 고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 감압 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매 가스를 압축기로 복귀시키는 증발기, 냉, 난방 절환을 위한 사방 변 및 핫 가스 바이 패스 제어 변을 포함하여 이루어지는 냉동 장치에 있어서,

상기 압축기(1), 사방변(5), 실외기(2, 3), 팽창변(10, 11) 및 핫 가스 바이 패스 제어변(20, 21, 22)로 이루어지는 실외기 시스템(100);

상기 실내기(4) 및 실내기 팬(7)으로 이루어진 실내기 시스템(200);

상기 온도 센서(50, 51, 52, 53, 54, 55, 56) 및 압력 센서(60, 61)로 이루어지는 제어부(300)를 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 의한 냉동 장치의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 냉동 장치의 계통도를 나타낸 사이클 도면 이다.

참조부호 (1)는 압축기로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.

이 압축기(1)의 토출측은 사방변(5)으로 연결 되어 있으며, 사방변(5, a → d)은 실내기(4, 응축기)와 연결된다.

여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 응축기는 공기 열교환기인 경우에는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 응축기 내부를 유동하는 냉매가 송풍 공기에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다.

또한, 상기 응축기가 물 열교환기인 경우에는 판형 열교환기(Plate heat exchanger), 셀 앤 튜브 열교환기(Shell and tube), 나관식(Bare tube) 및 이중관식 열교환기(Tube in tube) 형태로서 열교환기 내부의 물에 열량을 빼앗겨 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다.

한편, 압축기(1)의 입구 라인 쪽에는 후술하는 팽창밸브(10, 11)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열 교환시켜 냉동효과를 달성하는 실외기(2, 3)가 연결된다. 상기 실외기(2, 3, 증발기)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 증발기 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기의 온도(열량)를 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다.

그리고 증발기(2, 3, 실외기)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 증발기(2, 3, 실외기)로 공급하기 위한 팽창밸브(10, 11)가 설치된다. 이 팽창밸브(10, 11)는, 여기서는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 감온실 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 압력전달로드를 통하여 고압냉매유로의 궤도를 조절하는 내부균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 괘도를 조절하는 외부 균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감 온식 팽창변, 모세관 형태 및 전자식 팽창변(EEV)등을 사용하며 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.

또한, 도 1과 같이 냉동 장치의 실외기(2, 3, 증발기)가 증발기로 사용 되어 지는 동계 조건에서, 실외의 온도가 저온(예, -0℃)이면, 실외 공기와 열 교환 하는 과정에서 저온의 냉매(예, -5℃)는 실외기(2, 3)의 내부 동관에서 증발 하면서 공기 열교환기의 핀 표면에 서리(Frost)를 착상 시키고, 가동 시간의 경과와 함께 점차 열교환기 표면을 덥게 되어 공기와 열교환기 핀 표면의 열전달을 방해하는 전열 저항으로 작용함으로서, 증발기(2, 3)의 열 교환 능력 저하로 증발기(2, 3)의 냉매 질량 유량을 감소 시켜야 함으로, 팽창변(10, 11)의 내부 냉매 통과 단면적을 감소로 압력 강하가 발생 하여 압축기(1)의 흡입 압력을 저하를 야기 하고, 흡입 압력 저하는 흡입 냉매 가스의 비체적(m3/kg)의 증가로 전체 냉동 장치의 성능 저하를 야기 하고, 증발기(2, 3)의 미 증발 냉매 액의 압축기(1)로의 액 또는 액적 흡입이 발생 하여, 오일 포밍 및 액 압축으로 압축기(1)의 소손의 원인이 되므로, 동계 저온의 공기와 열교환 하는 실외기(2, 3)의 공기 열교환기는 빠른 제상 성능이 중요 하며, 제상 성능에 따라서 난방 성능이 결정되고, 압축기(1)의 소손의 주된 원인인 액 압축을 방지 할 수 있는 제상 방식이 사용 되어 진다.

본 발명의 구성을 첨부 도면을 참조하면서 설명 하면, 도1에서 압축기(1)의 출구는 배관(70)으로 사방변(5, a)에 연결되고, 사방변(5, a→d)의 출구는 배관(72)로 실외기(4, 응축기)에 연결 되고, 실외기(4)의 출구는 배관(73)으로 팽창변(10)과 팽창변(11)에 각각 연결되고, 팽창변(10)의 출구는 배관(74)로 실외 기(2, 증발기)에 연결 되고, 팽창변(11)의 출구는 배관(75)로 실외기(3, 증발기)에 연결 되고, 실외기(2, 3)의 출구는 배관(76)에 의해 사방변(5, b→c)에 연결 되고, 사방변(5, b→c)은 배관(71)로 압축기(1)의 흡입측에 연결 되고, 배관(80)은 배관(70)에서 분기 하여서 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변(20, 21, 22)에 각각 접속 되고, 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변(20)의 출구 배관(77)은 팽창변(10)과 실외기(2) 사이의 배관(74)에 연결 되고, 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변(21)의 출구 배관(78)은 팽창변(11)과 실외기(3) 사이의 배관(75)에 연결 되고, 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변(22)의 출구 배관(79)은 배관(71)에 연결하는 것으로 구성 되어 진다.

또한, 도 3의 제어부(300)는 압축기(1)의 출구 배관(70)상에 온도 센서(50) 및 압력 센서(60)가 부착되고, 실외 공기 온도 센서(52), 실외기(2)의 동관 표면 온도 센서(53), 실외기(3)의 동관 표면 온도 센서(54), 실내 공기 온도 센서(55), 실내기(4)의 동관 표면 온도 센서(56), 압축기(1)의 흡입 배관(71)상에 온도 센서(51) 및 압력 센서(61)로 구성 되어 진다.

본 발명의 작동을 설명하면, 실외기 시스템(100) 및 실내기 시스템(200)의 운전 조합 형태에 따라 분류 하면, 1) 냉방 모드, 2) 난방 모드 및 5) 제상 모드로 분류 할 수 있다.

먼저 1) 냉방 모드는 본 발명의 냉동 장치의 하절기 운전 형태로 제상 운전하고는 직접 적인 연관이 없으므로 간단히 설명하겠다.

도2의 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 배관(70) 및 사방변(5, a→b) 을 거처서 실외기(2, 3, 응축기)에 인입 된다.

실외기(2, 3, 응축기)에 인입되는 실외의 공기와 열교환후 액체 상태의 냉매로 응축 및 과냉각 되고, 실외기(2, 3)의 출구의 고압의 액상 냉매는 배관(74, 75)을 지나 팽창변(10, 11)을 통과 하면서 감압 되어 실내기(4, 증발기)에서 실내 공기와 열교환 후 액상에서 가스 상으로 변환 하고, 실내기(4)의 출구는 배관(72)로 사방변(5, d→c)을 지나 압축기(1)에 흡입 되어 지는 사이클이다.

다음으로 2) 난방 모드는 냉동 장치의 실외기(2, 3, 증발기)가 증발기로 사용 되어 지는 사이클로서, 도 1의 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 배관(70) 및 사방변(5, a→d)을 배관(72)로 실내기(4)에 인입 되어 실내의 공기와 열교환후 액체 상태의 냉매로 응축 및 과냉각 되고, 실내기(4)의 출구의 고압의 액상 냉매는 팽창변(10, 11)을 지나 배관(73)에 인입 되어 진다.

상기 고압 액 냉매는 팽창변(10, 11)을 통과 하면서 감압 되어 배관(74, 75)을 지나 실외기(2, 3, 증발기)에서 실외 공기와 열교환후 액상에서 가스 상으로 변환 후 배관(76), 사방변(5, b→c) 및 배관(71)을 지나 압축기(1)에 흡입 되어 진다.

본 모드의 제어 로직은 도3에서 제어부(300)는 실내 온도가 설정치 보다 적으면 실내기(4)의 작동을 지시하여 실내기 팬 모터(7)를 제어 하고, 설정치 보다 크면 실내기 팬 모터(7)를 정지 시킨다.

다음으로 3) 제상 모드는, 도 1의 실외기(2, 3)의 공기 코일(도면 미 도시)의 제상 운전은 제어부(300)에서 제상 운전을 판단하면 실내기 시스템(200) 운전 정지를 하고, 실외기(2, 3)의 팽창변(10, 11)은 닫힘(Close)을 상태에서, 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변(20)을 개방(Open) 하여 압축기(1)의 고온 고압의 가스를 배관(70, 80 및 배관(77)로 실외기(2)의 공기 코일에 인입 시켜 코일 표면의 서리를 제거 제상 운전을 하고, 제어부(300)에서 온도 센서(53) 및 고압 압력 센서(60)가 설정치( 예, 고압 : 15 bar, 온도 : 30℃)에 도달 하면 실외기(2)의 제상운전을 종료 하고, 실외기(3)의 제상운전을 위하여 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변(21)을 개방(Open) 하고 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변(20) 닫힘(Close) 상태로 운전 하여, 압축기(1)의 고온 고압의 가스를 배관(70, 80) 및 배관(78)로 실외기(3)의 공기 코일에 인입 시켜 코일 표면의 서리를 제거 제상 운전을 하고, 제어부(300)에서 온도 센서(54) 및 고압 압력센서(60)가 설정치( 예, 고압 : 15 bar, 온도 : 30℃)에 도달 하면 실외기(3)의 제상운전을 종료함으로서 실외기 시스템(100)의 제상운전을 종료 하고, 제어부(300)에서 제상 운전 종료와 함께 실내기 시스템(200)을 정상 운전을 하도록 한다.

상기, 제상 운전 모드에서, 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변(22)은 압축기(1)의 흡입 배관(71)을 통하여 실외기(2, 3)에서의 액 냉매 또는 액적 상태로 압축기(1)에 흡입 되는 경우의 오일 포밍 및 액 압축에 의한 압축기(1)의 소손을 방지하기 위하여 제어부(300)에서 온도 센서(50, 51, 52, 53, 54) 및 압력 센서(60, 61)의 값으로 열림(Open) 및 닫힘(Close)을 판단하여서, 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변(22)을 제어 하고, 제어부(300)의 판단의 일예를 들면, 압력 센서(61)의 값에 대응 하는 냉매의 포화 온도(T2)를 계산하고, 압축기(1)의 흡입 온도(T1)를 센서(51)로 받아 들여 △T = T1 - T2 을 계산 하여, △T < 3.5℃ 이면 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변(22)을 열고(Open) 하고, △T > 5.5℃ 이면 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변(22)을 닫고(Close) 하도록 제어 한다.

본 발명의 제상 시스템의 특징을 도 4의 기존 역 사이클 방식과 도 5의 본 발명의 순차 적 핫 가스 방식을 비교 설명 하면, 도 4, 5의 세로축은 난방 능력, 사방변의 운전 및 압축기(1) 운전을 표시 하고, 가로 축은 운전 시간을 나타내는 타임 차트(Time chart)이다.

상기 도 4에서의 기존 제상 운전은 난방 운전 정지{압축기(1)정지} --> 사방변(5)절환 및 팬 정지 --> 제상 운전 {압축기(1)운전} --> 제상 운전 완료 -- > 압축기(1)정지 --> 사방변(5) 절환 및 팬 운전 -->난방 운전{압축기(1)운전}의 순서로 제어 되어 지고, 도5에서의 본 발명의 제상 운전은 난방 운전 정지{실내기(4) 운전 정지} --> 핫 가스 바이 패스 제어변(20) 열림(Open) --> 실외기(2) 제상 운전 --> 실외기(2) 제상 운전 완료 -- > 핫 가스 밸브(21) 열림(Open) 및 핫 가스 밸브(20) 닫힘(Close) --> 실외기(3) 제상운전 --> 실외기(2) 제상 완료 --> 난방 운전의 순서로 제어 되어 진다.

따라서 제상 운전 시간 기존 제상 운전 시간(T2) ＞ 본 발명 제상 시간(T＇2) 로서 본 발명의 제상 시간이 더 짧고, 기존 제상 시스템이 사방변(5)의 절 환시 액 냉매가 압축기(1) 흡입 측으로 유입되어 액 압축에 의한 압축기(1)의 소손의 위험이 있으며, 압축기(1)의 정지 후 재가동을 반복함으로서 압축기(1)의 소손의 위험이 있으며, 사방변(5)의 오작동의 위험이 있고, 실내기(4)를 증발기로 사용함으로서 실 내측에 찬 공기가 토출 되어 불쾌감을 유발 하는 단점이 있으나, 본 발명의 제상 시스템은 사방변(5)의 절환 작업이 없고, 압축기(1)의 운전 정지가 없는 연속 제상 시스템이고, 기존의 핫 가스 제상 시스템의 낮은 제상 열량에 따른 제상 지연 시간의 문제를 다수의 실외기(2, 3)로 분할함으로서 실외기(2, 3)의 공기 코일 표면적당 보다 높은 열량(kw/m2)에 의한 순차적 제상으로 해결 하였다.

또한, 실외기(2, 3)는 복수 개의 실외기로 구성 될 수 있고, 각각의 실외기는 공기 코일을 구비 하고, 단독 또는 공통으로 공기 팬으로 구성 되고, 복수의 실외기로 구성하여 선택 적으로 조합을 구성 할 수 있고, 복수의 핫 가스 바이 패스 제어변의 출구 배관을 각각의 실외기에 연결 하도록 구성 또는 실외기의 조합 형태에 연결 하는 구조로 구성 되고, 복수의 실외기의 조합의 일예를 들면 4개의 실외기를 2대 2대씩 A, B 조합으로 하여 팽창 변을 A, B 조합에 각각 하나씩 부착 할 수 있고, 4대에 각각 하나씩 부착 할 수 있으며, 핫 가스 제어 변 역시 A, B에 하나씩 부착 하거나 각각 부착 하는 방식으로 이는 필요에 따라 다양한 형태로 제작 될 수 있으며, 하나의 케이싱에 조합 형태 또는 복수개의 케이싱으로 제작 될 수 있다.

그리고, 핫 가스 바이 패스 제상의 운전 순차적 운전이므로, n개의 실외기로 분할하였을 경우의 제상 운전은, 제1번 실외기 제상운전, 제1번 실외기 제상운전 완료, 제2번 실외기 제상운전, 제2번 실외기 제상운전 완료,....... 제n번 실외기 제상운전, 제n번 실외기 제상운전완료 순으로 제상을 하고, 상기 실외기 의 제상 순서는 임으로 지정 할 수 있으며, 각각의 제상 실외기는 고유의 제상용 핫 가스 바이 패스 제어 변을 부착한 형태이고, 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변은 제어부의 신호에 의해서 열림 및 닫힘을 하고, 제상용 및 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변은 솔레 노이드 밸브, 스테핑 제어 밸브 및 서보 제어 밸브 등의 다양한 형태로서, 제상 운전 모드에서 제어부의 지령에 의해 냉매의 흐름을 제어 할 수 있는 형태이고, 고온 환경에서 안정적으로 밸브를 개폐 할 수 있는 구조로 제작 되어 진다.

상기 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변(22)을 생략한 형태의 제상운전에서는, 배관(79)는 생략되고, 핫 가스 바이 패스 배관(80)상에 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변(20, 21) 만으로 순차 연속 제상운전이 이루어 진다.

도 6은 본 발명에 냉동 장치의 사이클을 나타낸 선도(P-i)로서 종래의 냉동 장치의 사이클(i1', i2', i3)은 고압(P2‘) 및 저압(P1’)으로 작동하고, 본 발명의 사이클(i1, i2, i3)은 고압(P2) 및 저압(P1)으로 작동하는 시스템에서 토출 온도는 i2'가 i2보다 크므로 i2'가 고온 이 되고, w'(일량) = (i2'-i1')과 w(일량) =(i2-i1)에서, w' > w 이므로 종래의 사이클이 더 많은 일 량과 높은 토출온도로 압축기(1)의 과부하로 인한 소손의 원인이 되며, 단위 냉각 능력 q = (i1-i3)와 q' = (i1'-i3')는 q > q'보다 커서 실외기(2, 3, 증발기)의 냉각능력을 향상 시켜서 냉동 장치의 난방 능력을 향상 시켜서 실내기(4)의 공기를 더욱더 고온으로의 가열 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동 장치의 난방 및 제상 계통도를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 냉동 장치의 냉방 계통도를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 냉동 장치의 제어 작동 계통도를 나타낸 도면

도 4는 본 종래의 냉동 장치의 시간-난방 능력 선도를 나타낸 도면

도 5는 본 발명에 따른 냉동 장치의 시간-난방 능력 선도를 나타낸 도면

도 6은 본 발명에 따른 냉동 장치의 사이클 선도를 나타낸 도면

도 7은 종래의 제상 시스템의 계통도를 나타낸 도면

도 8은 종래의 제상 시스템의 계통도를 나타낸 도면

Claims

냉매 가스를 고온 고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 감압 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매 가스를 압축기로 복귀시키는 증발기, 냉, 난방 절환을 위한 사방 변 및 핫 가스 바이 패스 제어 변을 포함하여 이루어지는 냉동 장치에 있어서,

상기 압축기, 사방변, 실외기, 팽창변 및 핫 가스 바이 패스 제어변로 이루어지는 실외기 시스템;

상기 실내기 및 실내기 팬으로 이루어진 실내기 시스템;

상기 온도 센서 및 압력 센서로 이루어지는 제어부를 특징으로 하는 냉동 장치.
제 1항에 있어서, 실외기 시스템은 복수 개의 실외기로 구성 되고, 각각의 실외기는 공기 코일을 구비 하고, 단독 또는 공통으로 공기 팬으로 구성 되고, 하나의 케이싱에 조합 형태 또는 복수개의 케이싱으로 제작 되고, 복수의 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변의 출구 배관을 각각의 실외기에 연결 하도록 구성 또는 실 외기의 조합 형태에 연결 하는 구조로 구성 되고, 핫 가스 바이 패스 배관과 압축기의 흡입측 배관을 연결 하는 배관 상에 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어 변을 부착된 형태로 구성된 냉동 장치.
제 2항에 있어서, 압축기의 출구와 사방변의 연결 배관에서 분기된 핫 가스 바이 패스 배관은 실외기의 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변 및 압축기의 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변에 각각 연결되어지고, 각각의 실외기 제상용 핫 가스 바이 패스 제어변의 출구 배관은 실외기와 팽창변 사이에 연결된 형태를 특징으로 하는 냉동 장치.
제 3항에 있어서, 압축기의 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변은 제어부에서 압축기의 액 압축 또는 오일 포잉 방지용으로 개폐를 제어 하는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
제1항에 있어서, 핫 가스 바이 패스 제상의 운전은 제1번 실외기 제상운전, 제1번 실외기 제상운전 완료, 제2번 실외기 제상운전, 제2번 실외기 제상운전 완료

,....... 제n번 실외기 제상운전, 제n번 실외기 제상운전완료 순으로 제상을 하고, 상기 실외기의 제상 순서는 임으로 지정 할 수 있으며, 각각의 제상 실외기는 고유의 제상용 핫 가스 바이 패스 제어 변을 부착한 형태이고, 제상용 핫 가스 바이 패스 제어 변은 제어부의 신호에 의해서 열림 및 닫힘을 하는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
제1항에 있어서, 액 압축 방지용 핫 가스 바이 패스 제어변을 생략한 형태로제상용 핫 가스 바이 패스 제어변으로 제상운전이 이루어 지는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.