KR20180121141A - 냉장시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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최재혁
박상일
유윤호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉장기와 연결되며 두 개의 압축기가 직렬로 연결되는 냉장시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 냉장시스템은, 냉매를 압축하는 저압측 압축기와, 저압측 압축기에서 압축된 냉매를 압축하는 고압측 압축기와, 고압측 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 실외열교환기와, 고압측 압축기의 오일을 저압측 압축기로 안내하는 균유관을 포함하여, 저압측 압축기의 오일 부족을 해소할 수 있다

Description

냉장시스템 및 그 제어방법 {Refrigeration system and Controlling method therefor}
본 발명은 냉장시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉장기와 연결되며 두 개의 압축기가 직렬로 연결되는 냉장시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
냉장시스템은 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기로 이루어진 냉동사이클을 이용하여 냉장기의 고내 온도를 저온으로 유지시키는 장치이다.
냉장시스템은 식품과 같은 저장물을 보관하고 진열하는 냉장기와, 실외에 설치되어 냉장기와 냉매배관으로 연결되는 실외기를 포함한다. 실외기에는 압축기 및 응축기가 구비되고 냉장기에는 팽창밸브 및 증발기가 구비된다. 냉장시스템은 하나의 냉장기와 하나의 실외기가 연결되어 구성되거나, 복수개의 냉장기 및/또는 복수의 실외기의 조합으로 구성될 수 있다.
냉장기와 실외기는 설치 조건에 따라 매우 긴 냉매배관으로 연결될 수 있으며 냉장기의 증발기에서 증발된 냉매가 유동되는 냉매배관인 기관에는 기상냉매가 유동됨에 따라 압축기의 오일이 잔류하여 압축기에 오일이 부족해진다. 특히 실외기에 두 개의 압축기가 직렬로 연결되는 경우 운전속도가 상대적으로 빠른 저압측 압축기의 오일이 빈번하게 부족해진다. 이에 따라, 저압측 압축기에 오일이 부족한 경우 운전속도를 높여 기관 내의 잔류오일을 실외기의 압축기로 압송하는 오일회수운전이 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 직렬로 연결되는 두 개의 압축기에서 발생되는 오일 부족을 해소할 수 있는 냉장시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉장시스템은, 냉매를 압축하는 저압측 압축기와, 저압측 압축기에서 압축된 냉매를 압축하는 고압측 압축기와, 고압측 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 실외열교환기와, 고압측 압축기의 오일을 저압측 압축기로 안내하는 균유관을 포함하여, 저압측 압축기의 오일 부족을 해소할 수 있다.
냉장시스템은, 균유관에 배치되어 오일의 흐름을 제어하는 균유밸브를 더 포함하고, 저압측 압축기는 내부의 오일 높이를 측정하는 저압측 오일센서를 포함하고, 균유밸브는 저압측 오일센서가 측정한 저압측 압축기의 오일 높이에 따라 개폐될 수 있다.
균유밸브는 저압측 오일센서가 측정한 저압측 압축기의 오일 높이가 설정된 높이 이하인 경우 개방될 수 있다.
냉장시스템은, 입구단이 실외열교환기와 연결되고 출구단이 냉장기와 연결되어 실외열교환기에서 응축된 냉매를 냉장기로 안내하는 액관과, 입구단이 냉장기와 연결되고 출구단이 저압측 압축기와 연결되어 냉장기에서 증발된 냉매를 저압측 압축기로 안내하는 기관과, 액관의 출구단과 기관의 입구단을 연결하는 바이패스관을 더 포함할 수 있다.
냉장시스템은, 바이패스관에 배치되어 냉매의 흐름을 제어하는 바이패스밸브를 더 포함할 수 있다.
바이패스밸브는 저압측 오일센서가 측정한 저압측 압축기의 오일 높이에 따라 개폐될 수 있다.
바이패스밸브는 균유밸브의 개폐에 따라 개방될 수 있다.
고압측 압축기는 내부의 오일 높이를 측정하는 고압측 오일센서를 포함하고, 바이패스밸브는 고압측 오일센서가 측정한 고압측 압축기의 오일 높이에 따라 개폐될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉장시스템의 제어방법은, 저압측 오일센서가 저레벨 신호를 발생하는 단계와, 고압측 압축기의 오일을 저압측 압축기로 안내하는 균유관에 배치된 균유밸브를 개방하는 단계를 포함하여, 저압측 압축기의 오일 부족을 해소할 수 있다.
냉장시스템의 제어방법은, 균유밸브를 폐쇄하는 단계와, 저압측 오일센서가 저레벨 신호를 다시 발생하는 단계와, 바이패스관에 배치된 바이패스밸브를 개방하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉장시스템의 제어방법은, 균유밸브가 개방된 상태에서 고압측 오일센서가 저레벨 신호를 발생하는 단계와, 바이패스밸브를 개방하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 냉장시스템 및 그 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　저압측 압축기의 오일이 부족한 경우 고압측 압축기의 오일을 저압측 압축기로 유동하는 균유운전을 수행하여 냉장기의 냉장이 중단되지 않고 오일 부족을 해소할 수 있는 장점이 있다.
둘째,　균유운전으로도 압축기의 오일 부족이 해소되지 않은 경우 실외기에서 응축된 냉매를 기관으로 바이패스하여 기관 내의 잔류오일을 회수하여 실외기의 오일 부족을 해소할 수 있는 장점도 있다.
셋째,　균유운전을 먼저 수행함에 따라 저압측 압축기의 오일 부족을 일시 해소하여 압축기의 높은 운전속도가 필요한 오일회수운전이 원활하게 수행되는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템에 대한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템의 균유운전시 냉매 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템의 오일회수운전시 냉매 흐름을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 냉장시스템 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템에 대한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템에 대한 블럭도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템은, 저장물을 냉장 또는 냉각하는 냉장기(IU)와, 냉매를 압축 및 응축하여 냉장기(IU)에 공급하는 실외기(OU)와, 실외기(OU)와 냉장기(IU)를 연결하는 액관(171) 및 기관(172)과, 액관(171)과 기관(172)을 연결하는 바이패스관(174)과, 바이패스관(174)에 배치되어 냉매의 흐름을 제어하는 바이패스밸브(165)를 포함한다.
냉장기(IU)는 마트 또는 편의점, 슈퍼마켓 등의 실내에 설치되어 식품과 같은 저장물을 진열 및 보관한다. 냉장기(IU)는 냉매를 팽창 및 증발하여 저장물을 냉장하거나 냉동한다. 냉장기(IU)는 복수개가 구비되어 실외기(OU)에 병렬로 연결될 수 있다. 냉장기(IU)의 입구측은 액관(171) 및 바이패스관(174)과 연결되며 냉장기(IU)의 출구측은 기관(172) 및 바이패스관(174)이 연결된다. 냉장기(IU)와 바이패스관(174)은 액관(171) 및 기관(172)에 병렬로 연결된다.
냉장기(IU)는 냉매를 팽창하는 냉장팽창밸브(130)와, 냉장팽창밸브(130)에서 팽창된 냉매를 증발하는 냉장열교환기(140)를 포함한다.
냉장팽창밸브(130)는 개도가 조절되어 실외기(OU) 에서 응축된 냉매를 팽창한다. 냉장팽창밸브(130)의 입구측은 액관(171) 및 바이패스관(174)과 연결되며 출구측은 냉장열교환기(140)와 연결된다. 냉장팽창밸브(130)에서 팽창된 냉매는 냉장열교환기(140)로 유동된다.
냉장열교환기(140)는 냉장팽창밸브(130)에서 팽창된 냉매를 증발하여 공기를 냉각한다. 냉장열교환기(140)의 입구측은 냉장팽창밸브(130)와 연결되며 출구측은 기관(172) 및 바이패스관(174)과 연결된다. 냉장열교환기(140)에서 증발된 냉매는 기관(172)을 통하여 실외기(OU)로 유동된다.
실외기(OU)는 실외에 설치되어 냉매를 압축 및 응축한다. 실외기(OU)는 복수개가 구비되어 냉장기(IU)에 병렬로 연결될 수 있다. 실외기(OU)의 입구측은 기관(172)과 연결되며 출구측은 액관(171)과 연결된다.
실외기(OU)는, 냉매를 압축하는 저압측 압축기(111)와, 저압측 압축기(111)에서 압축된 냉매를 압축하는 고압측 압축기(112)와, 고압측 압축기(112)에서 압축된 냉매를 응축하는 실외열교환기(120)와, 고압측 압축기(112)의 오일을 저압측 압축기(111)로 안내하는 균유관(173)과, 균유관(173)에 배치되어 오일의 흐름을 제어하는 균유밸브(161)를 포함한다.
저압측 압축기(111)는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축한다. 저압측 압축기(111)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복동 압축기 또는 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기일 수 있다.
저압측 압축기(111)는 냉장기(IU)에서 증발되어 기관(172)으로 유동된 냉매 또는 바이패스관(174)을 통하여 기관(172)으로 유동된 냉매를 압축한다. 저압측 압축기(111)는 고압측 압축기(112)로부터 유출되어 균유관(173)으로 유동된 오일이 유입된다. 저압측 압축기(111)의 흡입측은 기관(172) 및 균유관(173)이 연결되며 토출측은 저압측 오일분리기(151)가 연결된다. 저압측 압축기(111)에서 압축된 냉매는 저압측 오일분리기(151)에서 오일이 분리된 후 고압측 압축기(112)로 유동된다.
저압측 압축기(111)는 내부의 오일 높이를 측정하는 저압측 오일센서(111a)를 포함한다. 저압측 압축기(111)의 내부에는 오일이 수용되며, 오일은 냉매를 압축하기 위한 기계적 장치를 윤활 및 냉각한다. 오일은 저압측 압축기(111)의 저면에 채워져 저압측 압축기(111)의 구동시 펌핑된다. 저압측 오일센서(111a)는 저압측 압축기(111) 내부의 저면에 수용되는 오일의 높이를 측정한다. 저압측 오일센서(111a)는 저압측 압축기(111) 내부에 수용된 오일의 높이를 단계별로 측정하는 것일 수 있으나, 본 실시예에서 저압측 오일센서(111a)는 저압측 압축기(111) 내부에 수용된 오일이 센서가 배치된 높이 이하인 경우 이를 감지하는 것이 바람직하다. 저압측 오일센서(111a)는 저압측 압축기(111) 내부에 수용된 오일의 높이가 설정된 높이 이하인 경우 저레벨 신호를 발생하여 제어부(10)에 전달한다.
저압측 오일분리기(151)는 저압측 압축기(111)로부터 토출된 냉매에 혼합된 오일을 분리한다. 저압측 오일분리기(151)에서 분리된 오일은 저압측 오일관(151a)을 통하여 저압측 압축기(111)로 회수된다. 저압측 오일관(151a)에는 모세관 및 체크밸브가 구비되는 것이 바람직하다. 저압측 오일분리기(151)에서 오일이 분리된 냉매는 고압측 압축기(112)로 유동된다.
고압측 압축기(112)는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축한다. 고압측 압축기(112)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복동 압축기 또는 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기일 수 있다.
고압측 압축기(112)는 저압측 압축기(111)에서 압축되어 저압측 오일분리기(151)에서 오일이 분리된 냉매를 압축한다. 저압측 압축기(111)의 흡입측은 저압측 오일분리기(151)가 연결되며 토출측은 고압측 오일분리기(152)가 연결된다. 고압측 압축기(112)에서 압축된 냉매는 고압측 오일분리기(152)에서 오일이 분리된 후 실외열교환기(120)로 유동된다.
고압측 압축기(112)는 내부의 오일 높이를 측정하는 고압측 오일센서(112a)를 포함한다. 고압측 압축기(112)의 내부에는 오일이 수용되며, 오일은 냉매를 압축하기 위한 기계적 장치를 윤활 및 냉각한다. 오일은 고압측 압축기(112)의 저면에 채워져 고압측 압축기(112)의 구동시 펌핑된다. 고압측 오일센서(112a)는 고압측 압축기(112) 내부의 저면에 수용되는 오일의 높이를 측정한다. 고압측 오일센서(112a)는 고압측 압축기(112) 내부에 수용된 오일의 높이를 단계별로 측정하는 것일 수 있으나, 본 실시예에서 고압측 오일센서(112a)는 고압측 압축기(112) 내부에 수용된 오일이 센서가 배치된 높이 이하인 경우 이를 감지하는 것이 바람직하다. 고압측 오일센서(112a)는 고압측 압축기(112) 내부에 수용된 오일의 높이가 설정된 높이 이하인 경우 저레벨 신호를 발생하여 제어부(10)에 전달한다.
고압측 압축기(112)의 하부 측면 또는 저면에는 고압측 압축기(112)의 내부에 수용된 오일이 유출되는 균유관(173)이 연결된다.
고압측 오일분리기(152)는 고압측 압축기(112)로부터 토출된 냉매에 혼합된 오일을 분리한다. 고압측 오일분리기(152)에서 분리된 오일은 고압측 오일관(152a)을 통하여 고압측 압축기(112)로 회수된다. 고압측 오일관(152a)에는 모세관 및 체크밸브가 구비되는 것이 바람직하다. 고압측 오일분리기(152)에서 오일이 분리된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동된다.
실외열교환기(120)는 고압측 압축기(112)에서 압축되어 고압측 오일분리기(152)에서 오일이 분리된 냉매를 응축한다. 실외열교환기(120)는 송풍팬(미도시)에 의하여 실외열교환기(120)로 유동되는 실외공기와 고압측 압축기(112)에서 압축된 냉매를 열교환한다. 실외열교환기(120)의 입구측은 고압측 오일분리기(152)와 연결되며 출구측은 액관(171)과 연결된다. 실외열교환기(120)에서 응축된 냉매는 액관(171)을 통하여 냉장기(IU) 또는 바이패스관(174)으로 유동된다.
균유관(173)은 고압측 압축기(112)와 저압측 압축기(111)의 흡입측을 연결한다. 균유관(173)의 입구단은 고압측 압축기(112)와 연결되고, 출구단은 저압측 압축기(111)의 흡입측과 연결된다. 균유관(173)은 고압측 압축기(112)의 내부에 수용된 오일을 저압측 압축기(111)의 흡입측으로 안내한다. 균유관(173)에는 균유밸브(161) 및 균유모세관(163)이 배치된다.
균유모세관(163)은 고압측 압축기(112)로부터 유출되는 오일의 유동량을 줄이는 저항 역할을 하며, 저압측 압축기(111)로 흡입되는 냉매가 고압측 압축기(112)로 역류하는 것을 방지한다.
균유밸브(161)는 균유관(173)을 유동하는 오일의 흐름을 제어한다. 균유밸브(161)는 개폐 가능한 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다. 균유밸브(161)는 개방시 고압측 압축기(112)의 오일을 균유관(173)을 통하여 저압측 압축기(111)로 유동하고, 폐쇄시 고압측 압축기(112)의 오일이 균유관(173)으로 유출되지 않도록 한다. 균유밸브(161)는 저압측 오일센서(111a)가 측정한 저압측 압축기(111)의 오일 높이에 따라 개폐된다. 균유밸브(161)는 저압측 오일센서(111a)가 측정한 저압측 압축기(111)의 오일 높이가 설정된 높이 이하인 경우 개방된다.
액관(171)은 실외기(OU)와 냉장기(IU)를 연결한다. 액관(171)의 입구단은 실외기(OU)의 실외열교환기(120)와 연결되며, 출구단은 냉장기(IU)의 냉장팽창밸브(130) 및 바이패스관(174)과 연결된다. 액관(171)은 실외기(OU)의 실외열교환기(120)에서 응축된 냉매를 냉장기(IU) 또는 바이패스관(174)으로 안내한다.
기관(172)은 냉장기(IU)와 실외기(OU)를 연결한다. 기관(172)의 입구단은 냉장기(IU)의 냉장열교환기(140) 및 바이패스관(174)과 연결되며, 출구단은 실외기(OU)의 저압측 압축기(111)와 연결된다. 기관(172)은 냉장기(IU)의 냉장열교환기(140)에서 증발된 냉매 또는 액관(171)으로부터 바이패스관(174)을 통하여 유동된 냉매를 실외기(OU)의 저압측 압축기(111)로 안내한다.
바이패스관(174)은 액관(171)의 출구단(액관(171)이 냉장기(IU)와 연결되는 종단)과 기관(172)의 입구단(기관(172)이 냉장기(IU)와 연결되는 종단)을 연결한다. 바이패스관(174)은 실외기(OU)의 실외열교환기(120)에서 응축되어 액관(171)으로 유동된 냉매를 기관(172)으로 안내한다. 바이패스관(174)은 실내에 설치되어 실외기(OU)의 실외열교환기(120)에서 응축되어 액관(171)으로 유동된 냉매가 냉장기(IU)로 유입되지 않고 기관(172)으로 바이패스되도록 한다.
냉장기(IU)가 복수개로 구비되는 경우 바이패스관(174)은 복수개가 구비될 수 있다. 복수의 냉장기(IU) 각각에 복수의 바이패스관(174) 각각이 구비될 수 있으며 인접한 복수의 냉장기(IU)에 하나의 바이패스관(174)이 구비될 수 있다.
바이패스밸브(165)는 바이패스관(174)에 배치되어 냉매의 흐름을 제어한다. 바이패스밸브(165)는 개폐 가능하며 개도 조절이 가능한 유량제어밸브인 것이 바람직하다. 바이패스밸브(165)는 개방시 고압의 냉매가 유입되므로 소음이나 밸브의 고장이 유발될 수 있는 바 바이패스밸브(165)는 개도를 서서히 증가하여 개방되는 것이 바람직하다.
바이패스밸브(165)는 개방시 액관(171)의 냉매를 바이패스관(174)을 통하여 기관(172)으로 유동하고, 폐쇄시 액관(171)의 냉매를 바이패스관(174)으로 유동하지 않고 냉장기(IU)로 유동한다. 바이패스밸브(165)는 저압측 오일센서(111a)가 측정한 저압측 압축기(111)의 오일 높이에 따라 개폐된다. 바이패스밸브(165)는 고압측 오일센서(112a)가 측정한 저압측 압축기(111)의 오일 높이에 따라 개폐될 수 있다. 바이패스밸브(165)는 균유밸브(161)의 개폐에 따라 개방될 수 있다.
바이패스밸브(165)는 바이패스관(174)이 복수개로 구비되는 경우 복수의 바이패스관(174) 각각에 구비될 수 있도록 복수개가 구비된다.
제어부(10)는 실외기(OU)의 운전을 제어한다. 제어부(10)는 사용자의 설정, 냉매의 압력 및/또는 온도에 따라 저압측 압축기(111) 및 고압측 압축기(112)의 운전속도를 제어한다. 제어부(10)는 저압측 오일센서(111a)가 측정한 저압측 압축기(111)의 오일 높이에 따라 균유밸브(161)를 개방하여 균유운전을 수행한다. 제어부(10)는 저압측 오일센서(111a)가 측정한 저압측 압축기(111)의 오일 높이 및/또는 고압측 오일센서(112a)가 측정한 고압측 압축기(112)의 오일 높이에 따라 바이패스밸브(165)를 개방하여 오일회수운전을 수행한다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 냉장운전시 냉매의 흐름을 설명한다.
저압측 압축기(111)에서 압축된 냉매는 저압측 오일분리기(151)에서 오일이 분리된다. 저압측 오일분리기(151)에서 분리된 오일은 저압측 오일관(151a)을 통하여 저압측 압축기(111)로 회수된다. 저압측 오일분리기(151)에서 오일이 분리된 냉매는 고압측 압축기(112)에서 다시 압축된다. 고압측 압축기(112)에서 재압축된 냉매는 고압측 오일분리기(152)에서 오일이 분리된다. 고압측 오일분리기(152)에서 분리된 오일은 고압측 오일관(152a)을 통하여 고압측 압축기(112)로 회수된다. 고압측 오일분리기(152)에서 오일이 분리된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동된다. 실외열교환기(120)로 유동된 냉매는 실외공기와 열교환하여 응축된다.
실외열교환기(120)에서 응축된 냉매는 액관(171)을 통하여 냉장기(IU)로 유입된다. 냉장기(IU)로 유입된 냉매는 냉장팽창밸브(130)에서 팽창된 후 냉장열교환기(140)에서 증발된다. 냉장열교환기(140)에서 냉매가 증발하면 냉장기(IU)에 저장된 저장물이 냉장되거나 냉동된다. 냉장열교환기(140)에서 증발된 냉매는 기관(172)을 통하여 실외기(OU)로 유동된다. 실외기(OU)로 유입된 냉매는 저압측 압축기(111)에서 압축된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템의 제어방법에 대한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템의 균유운전시 냉매 흐름을 나타내는 도면이고, 도 5는 발명의 일 실시예에 따른 냉장시스템의 오일회수운전시 냉매 흐름을 나타내는 도면이다.
저압측 압축기(111)의 저압측 오일센서(111a)가 저레벨 신호를 발생한다(S210). 저압측 오일센서(111a)는 저압측 압축기(111) 내부에 수용된 오일의 높이가 설정된 높이 이하인 경우 저레벨 신호를 발생하여 제어부(10)에 전달한다.
제어부(10)는 균유밸브(161)를 개방한다(S220). 제어부(10)는 저압측 압축기(111)의 저압측 오일센서(111a)가 발생한 저레벨 신호를 전달받으면 균유밸브(161)를 개방하여 균유운전을 개시한다. 제어부(10)가 균유밸브(161)를 개방하면 고압측 압축기(112)의 오일이 균유관(173)을 통하여 저압측 압축기(111)로 유동된다.
도 4를 참조하면, 균유운전시 냉매의 흐름은 일반적인 냉장운전과 동일한다. 다만, 균유밸브(161)가 개방되면 고압측 압축기(112) 내부에 저장된 오일이 균유관(173)을 통하여 저압측 압축기(111)의 흡입측으로 유동되어 저압측 압축기(111)의 내부로 유입된다.
제어부(10)는 균유밸브(161)가 개방된 상태에서 고압측 압축기(112)의 고압측 오일센서(112a)가 저레벨 신호를 발생하는지 판단한다(S230). 균유밸브(161)의 개방으로 고압측 압축기(112)의 오일이 유출되면 고압측 압축기(112) 내부에 수용된 오일의 높이가 설정된 높이 이하로 내려갈 수 있다. 고압측 오일센서(112a)는 고압측 압축기(112) 내부에 수용된 오일의 높이가 설정된 높이 이하인 경우 저레벨 신호를 발생할 수 있다.
고압측 압축기(112)의 고압측 오일센서(112a)가 저레벨 신호를 발생하지 않고 균유운전 종료 조건이 만족되면 제어부(10)는 균유밸브(161)를 폐쇄한다(S240). 제어부(10)는 균유밸브(161)의 개방 후 설정된 시간이 경과하거나 저압측 압축기(111)의 저압측 오일센서(111a)가 저레벨 신호를 발생하지 않으면 균유운전 종료 조건을 만족하였다고 판단하고 균유밸브(161)를 폐쇄하여 균유운전을 종료한다.
제어부(10)는 균유운전 종료 후 저압측 압축기(111)의 저압측 오일센서(111a)가 저레벨 신호를 다시 발생하는지 판단한다(S250). 저압측 오일센서(111a)는 저압측 압축기(111) 내부에 수용된 오일의 높이가 설정된 높이 이하인 경우 저레벨 신호를 발생할 수 있다.
균유운전 종료 후 저압측 오일센서(111a)가 저레벨 신호를 다시 발생하면 제어부(10)는 바이패스밸브(165)를 개방한다(S260). 제어부(10)는 균유운전 종료 후 저압측 압축기(111)의 저압측 오일센서(111a)가 발생한 저레벨 신호를 다시 전달받으면 바이패스밸브(165)를 개방하여 오일회수운전을 개시한다. 제어부(10)는 오일회수운전시 저압측 압축기(111) 및 고압측 압축기(112)의 운전속도를 최대로 높이는 것이 바람직하다.
이하, 도 5를 참조하여 오일회수운전시 냉매의 흐름을 설명한다.
저압측 압축기(111)에서 압축된 냉매는 저압측 오일분리기(151)에서 오일이 분리된다. 저압측 오일분리기(151)에서 분리된 오일은 저압측 오일관(151a)을 통하여 저압측 압축기(111)로 회수된다. 저압측 오일분리기(151)에서 오일이 분리된 냉매는 고압측 압축기(112)에서 다시 압축된다. 고압측 압축기(112)에서 재압축된 냉매는 고압측 오일분리기(152)에서 오일이 분리된다. 고압측 오일분리기(152)에서 분리된 오일은 고압측 오일관(152a)을 통하여 고압측 압축기(112)로 회수된다. 고압측 오일분리기(152)에서 오일이 분리된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동된다. 실외열교환기(120)로 유동된 냉매는 실외공기와 열교환하여 응축된다.
실외열교환기(120)에서 응축된 냉매는 액관(171)으로 유동된 후 액관(171)의 출구단에서 냉장기(IU)로 유동되지 않고 바이패스관(174)으로 유동된다. 바이패스관(174)으로 유동된 냉매는 개방된 바이패스밸브(165)를 통과한 후 기관(172)의 출입단으로 유입된다. 기관(172)으로 유입된 냉매는 액상냉매이므로 기관(172)에 잔류하는 오일과 함께 실외기(OU)로 유동된다. 실외기(OU)로 유입된 냉매는 저압측 압축기(111)에서 압축된다. 한편, 냉장기(IU)는 냉매가 유입되지 않으므로 저장물을 냉장하거나 냉동하지 않는다. 오일회수운전시 저장물의 냉장 또는 냉동이 중지되므로 오일회수운전은 균유운전으로도 저압측 압축기(111)의 오일이 채워지지 않는 경우에 실행되는 것이 바람직하다.
한편, 균유밸브(161)가 개방된 상태인 균유운전 중 고압측 압축기(112)의 고압측 오일센서(112a)가 저레벨 신호를 발생하는 경우 제어부(10)는 균유밸브(161)를 폐쇄하여 균유운전을 종료하고 바이패스밸브(165)를 개방하여 오일회수운전을 개시한다(S260). 균유운전 중 고압측 압축기(112)의 고압측 오일센서(112a)가 저레벨 신호를 발생되는 것은 기관(172)에 잔류하는 오일이 많아 실외기(OU) 전체에 오일이 부족한 경우이므로 제어부(10)는 오일회수운전을 수행한다. 이 경우 제어부(10)는 저압측 압축기(111) 및 고압측 압축기(112)의 운전속도를 가능한 한도로 높이는 것이 바람직하다.
제어부(10)는 바이패스밸브(165)의 개방 후 설정된 시간이 경과하거나 저압측 압축기(111)의 저압측 오일센서(111a)가 저레벨 신호를 발생하지 않으면 바이패스밸브(165)를 폐쇄하여 오일회수운전을 종료한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
IU: 냉장기 OU: 실외기
111: 저압측 압축기 111a: 저압측 오일센서
112: 고압측 압축기 112a: 고압측 오일센서
120: 실외열교환기 130: 냉장팽창밸브
140: 냉장열교환기 151: 저압측 오일분리기
151a: 저압측 오일관 152: 고압측 오일분리기
152a: 고압측 오일관 161: 균유밸브
163: 균유모세관 165: 바이패스밸브
171: 액관 172: 기관
173: 균유관 174: 바이패스관

Claims (11)

  1. 냉매를 증발하여 저장물을 냉장하는 냉장기와 연결된 냉장시스템에 있어서,
    냉매를 압축하는 저압측 압축기;
    상기 저압측 압축기에서 압축된 냉매를 압축하는 고압측 압축기;
    상기 고압측 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 실외열교환기; 및
    상기 고압측 압축기의 오일을 상기 저압측 압축기로 안내하는 균유관을 포함하는 냉장시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 균유관에 배치되어 오일의 흐름을 제어하는 균유밸브를 더 포함하고,
    상기 저압측 압축기는 내부의 오일 높이를 측정하는 저압측 오일센서를 포함하고,
    상기 균유밸브는 상기 저압측 오일센서가 측정한 상기 저압측 압축기의 오일 높이에 따라 개폐되는 냉장시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 균유밸브는 상기 저압측 오일센서가 측정한 상기 저압측 압축기의 오일 높이가 설정된 높이 이하인 경우 개방되는 냉장시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    입구단이 상기 실외열교환기와 연결되고 출구단이 상기 냉장기와 연결되어 상기 실외열교환기에서 응축된 냉매를 상기 냉장기로 안내하는 액관;
    입구단이 상기 냉장기와 연결되고 출구단이 상기 저압측 압축기와 연결되어 상기 냉장기에서 증발된 냉매를 상기 저압측 압축기로 안내하는 기관; 및
    상기 액관의 출구단과 상기 기관의 입구단을 연결하는 바이패스관을 더 포함하는 냉장시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 바이패스관에 배치되어 냉매의 흐름을 제어하는 바이패스밸브를 더 포함하는 냉장시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 바이패스밸브는 상기 저압측 오일센서가 측정한 상기 저압측 압축기의 오일 높이에 따라 개폐되는 냉장시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 바이패스밸브는 상기 균유밸브의 개폐에 따라 개방되는 냉장시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 고압측 압축기는 내부의 오일 높이를 측정하는 고압측 오일센서를 포함하고,
    상기 바이패스밸브는 상기 고압측 오일센서가 측정한 상기 고압측 압축기의 오일 높이에 따라 개폐되는 냉장시스템.
  9. 냉매를 증발하여 저장물을 냉장하는 냉장기와 연결되며 저압측 압축기와 고압측 압축기가 직렬로 연결된 냉장시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 저압측 압축기의 오일 높이를 측정하는 저압측 오일센서가 저레벨 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 고압측 압축기의 오일을 상기 저압측 압축기로 안내하는 균유관에 배치된 균유밸브를 개방하는 단계를 포함하는 냉장시스템의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 균유밸브를 폐쇄하는 단계;
    상기 저압측 오일센서가 저레벨 신호를 다시 발생하는 단계; 및
    상기 고압측 압축기에서 압축되어 실외열교환기에서 응축된 냉매가 상기 냉장기로 유동되는 액관의 출구단과 상기 냉장기에서 증발된 냉매가 상기 저압측 압축기로 유동되는 기관의 입구단을 연결하는 바이패스관에 배치된 바이패스밸브를 개방하는 단계를 더 포함하는 냉장시스템의 제어방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 균유밸브가 개방된 상태에서 상기 고압측 압축기의 오일 높이를 측정하는 고압측 오일센서가 저레벨 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 바이패스밸브를 개방하는 단계를 더 포함하는 냉장시스템의 제어방법.
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