KR20240051750A - 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법 - Google Patents

오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오일농도측정센서 및 열교환기를 포함하는 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법은 압축기로 유입되는 냉매 및 오일의 유량을 조절하기 위해서 오일의 농도를 측정하는 오일농도측정센서와, 압축기로 유입되는 냉매 및 오일을 가열시킬 수 있는 열교환기를 포함하여, 압축기의 습압축을 방지하면서도, 운전상황에 따라 압축기에 충분한 오일을 공급할 수 있다는 효과가 있다.

Description

오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법 {Oil recovery system, refrigeration system including the same, and control method of the refrigeration system}
본 발명은 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오일농도측정센서 및 열교환기를 포함하는 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법에 관한 것이다.
　
냉동시스템은 냉매의 상변화를 이용하여 목적하는 대상의 온도를 낮추는 기계 시스템이다. 냉동시스템은 냉동사이클을 이용한다.
도 1을 참조하면, 일반적으로, 종래 냉동시스템(10)의 냉동사이클은 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축기(1), 압축기(1)로부터 토출되는 냉매를 고온의 액체 상태로 응축시키는 응축기(3), 응축기(3)에서 토출되는 냉매를 저온 저압의 상태로 팽창시키는 팽창밸브(4, 6), 팽창밸브(4, 6)에서 토출되는 냉매를 저온 저압의 기체 상태로 증발시키는 증발기(7)를 포함하여 구성되고, 응축기(3)와 증발기(7) 사이에는 기상의 냉매와 액상의 냉매를 분리하는 이코노마이저(5)가 배치될 수 있다.
이러한 냉동사이클에 있어서, 압축기(1)는 오일을 사용하는 급유식 압축기로 구성될 수 있고, 오일은 압축기(1)의 윤활 및 냉각을 위해 사용된다. 급유식 압축기에는 오일을 분리하여 오일을 다시 압축기에 공급하는 유분리기(2)가 구비될 수 있다. 유분리기(2)에서는 오일의 일부만이 분리되고, 분리되지 않은 나머지 오일은 냉매와 함께 냉각사이클을 순환한 뒤, 증발기(7)를 거쳐 다시 압축기(1)로 유입되게 된다.
증발기(7)에는 입구 및 출구가 구비되고, 출구는 기상의 냉매가 토출되는 출구(이하, 기상 출구라 한다.)와, 액상의 냉매 및 오일이 토출되는 출구(이하, 액상 출구라 한다.)가 각각 구비될 수 있다. 기상 출구의 냉매와, 액상 출구의 냉매 및 오일은 함께 압축기(1)로 다시 유입된다. 이 과정에서 유분리기(2)에서 분리되지 않았던 오일이 압축기(1)로 회수되게 되는 것이다.
그런데, 액상 출구에서 토출된 액상의 냉매로 인해, 압축기(1)에서는 습압축이 발생할 수 있다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 액상 출구에서 일부를 분지시켜 다시 증발기로 액상의 냉매와 오일을 순환시킬 수 있지만, 이 경우에는 압축기(1)에 충분한 오일이 공급되지 못한다는 문제가 있다.
따라서, 압축기(1)의 습압축을 방지하면서도, 운전상황에 따라 압축기(1)에 충분한 오일을 공급할 수 있는 시스템의 마련이 시급한 실정이다.
　
대한민국 공개특허 10-2008-0085602 　
본 발명에 따른 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 압축기의 습압축을 방지하면서도, 운전상황에 따라 압축기에 충분한 오일을 공급할 수 있다.
　
일 실시예에 따르면, 압축기, 응축기, 팽창뱅브, 이코노마이저, 증발기를 구비하고 냉매가 순환하는 냉동사이클에 적용되는 오일회수시스템에 있어서, 압축기는 급유식 압축기이고, 증발기는 제1외부유체와 열교환하며, 응축기는 제2외부유체와 열교환하고, 증발기와 연결되어, 액상의 냉매와 오일이 배출되는 제1라인, 제1라인에서 분지되고, 압축기의 전단과 연결되는 제2라인, 제1라인에서 분지되고, 증발기와 연결되는 제3라인, 제1라인에 배치되는 펌프, 제1라인에서의 오일 농도를 측정하는 오일농도측정센서, 제2라인에 배치되는 제1제어밸브, 제3라인에 배치되는 제2제어밸브, 및 제2라인에 배치되는 열교환기를 포함하며, 열교환기는, 냉매와 열교환하는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
또한, 열교환기는, 응축기에서 토출되는 냉매와 열교환하는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
또한, 팽창밸브는, 응축기와 이코노마이저 사이에 배치된 제1팽창밸브, 및 이코노마이저와 증발기 사이에 배치된 제2팽창밸브를 포함하고, 응축기와 제1팽창밸브의 사이 및, 제1팽창밸브와 이코노마이저의 사이에는 제5라인이 연결되며, 제5라인은 열교환기를 통과하는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
또한, 제5라인에는, 제5라인에서의 냉매의 유동 방향을 기준으로, 열교환기의 전단에 제3제어밸브가 더 배치되는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
또한, 열교환기는, 이코노마이저에서 토출되는 냉매와 열교환하는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
또한, 팽창밸브는, 응축기와 이코노마이저 사이에 배치된 제1팽창밸브, 및 이코노마이저와 증발기 사이에 배치된 제2팽창밸브를 포함하고, 이코노마이저와 제2팽창밸브의 사이에는, 열교환기를 통과하는 제6라인이 연결되고, 열교환기는, 제6라인을 통해서, 이코노마이저와 제2팽창밸브의 사이에서 분지된 냉매와 열교환하는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
또한, 제6라인에는, 제6라인에서의 냉매의 유동 방향을 기준으로, 열교환기의 후단에 제4제어밸브가 더 배치되는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
또한, 팽창밸브는, 응축기와 이코노마이저 사이에 배치된 제1팽창밸브, 및 제3팽창밸브를 포함하고, 이코노마이저에는, 열교환기를 통과하는 제7라인이 연결되고, 열교환기는, 제7라인을 통해서, 이코노마이저에서 배출된 냉매와 열교환하며, 제3팽창밸브는, 제7라인에서, 열교환기와 증발기 사이에 배치되는 오일회수시스템이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 냉매를 압축시키는 급유식인 압축기, 냉매를 응축시키는 응축기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 냉매를 기상의 냉매와 액상의 냉매로 분리시키는 이코노마이저, 냉매를 증발시키는 증발기, 증발기와 연결되어, 액상의 냉매와 오일이 배출되는 제1라인, 제1라인에서 분지되고, 압축기의 전단과 연결되는 제2라인, 제1라인에서 분지되고, 증발기와 연결되는 제3라인, 제1라인에 배치되는 펌프, 제1라인에서의 오일 농도를 측정하는 오일농도측정센서, 제2라인에 배치되는 제1제어밸브, 제3라인에 배치되는 제2제어밸브, 및 제2라인에 배치되는 열교환기를 포함하며, 열교환기는, 냉매와 열교환하는 냉동시스템이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 냉동시스템의 제어방법에 있어서, 증발기 출구에서 배출되는 액상 냉매 및 오일에서 오일의 농도를 측정하는 (a)단계, (a)단계에서 측정된 오일의 농도가 미리 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단하는 (b)단계, 및 (b)단계의 판단 여부에 따라, 측정된 오일의 농도가 기준치 이상인 경우 제2라인에서의 유량을 증가시키고, 측정된 오일의 농도가 기준치 미만인 경우 제2라인에서의 유량을 유지 또는 감소시키는 (c)단계를 포함하는 냉동시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법은 압축기로 유입되는 냉매 및 오일의 유량을 조절하기 위해서 오일의 농도를 측정하는 오일농도측정센서와, 압축기로 유입되는 냉매 및 오일을 가열시킬 수 있는 열교환기를 포함하여, 압축기의 습압축을 방지하면서도, 운전상황에 따라 압축기에 충분한 오일을 공급할 수 있다는 효과가 있다.
　
도 1은 종래의 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예의 변형례에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예의 변형례에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉동시스템의 제어과정을 나타낸 순서도이다.
　
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
　
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일회수시스템, 이를 포함하는 냉동시스템 및 냉동시스템의 제어방법에 대하여 상세히 설명한다.
　
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예의 변형례에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동시스템(1000)에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동시스템(1000)은 압축기(110), 응축기(200), 팽창밸브, 이코노마이저(400), 증발기(500) 및 오일회수시스템을 포함한다.
압축기(110)는 냉매(W)를 고온 고압의 기체 상태로 압축시키는 구성이다. 압축기(110)는 오일을 사용하는 급유식 압축기(110)로 구성된다. 이 경우, 압축기(110)에는 냉매(W)와 오일을 분리시키는 유분리기(120)가 연결될 수 있다. 응축기(200)는 냉매(W)를 응축시키는 구성으로, 압축기(110)로부터 토출되는 냉매(W)를 고온의 액체 상태로 응축시키는 구성이다. 팽창밸브는 응축기(200)로부터 토출되는 냉매(W)를 저온 저압의 상태로 팽창시키는 구성이다. 이코노마이저(400)는 응축기(200)와 증발기(500) 사이에 배치되어 기상의 냉매(W)와 액상의 냉매(W)를 분리하는 구성이다. 이코노마이저(400)에서 분리된 기상의 냉매(W)는 압축기(110)로 공급되고, 액상의 냉매(W)는 증발기(500) 측으로 이동한다. 증발기(500)는 냉매(W)를 증발시키는 구성으로 팽창밸브 또는 이코노마이저(400)에서 토출되는 냉매(W)를 저온 저압의 기체 상태로 증발시키는 구성이다. 이 때, 팽창밸브는 응축기(200)와 이코노마이저(400) 사이에 배치된 제1팽창밸브(310)와, 이코노마이저(400)와 증발기(500) 사이에 배치된 제2팽창밸브(320)로 구성될 수 있다. 뿐만 아니라, 팽창밸브는 제3팽창밸브(330)를 포함할 수 있다(제3팽창밸브(330)에 대하여는 이하, 본 발명의 제2실시예에서 상세히 설명한다.). 압축기(110), 응축기(200), 팽창밸브, 이코노마이저(400), 증발기(500)는 서로 유체라인으로 연결되어 냉매(W)가 순환하게 된다.
증발기(500)에는 냉수와 같이 외부에서 공급되는 제1외부유체(F1)가 통과할 수 있고, 제1외부유체(F1)는 증발기(500)를 통과하면서, 증발기(500) 내부의 냉매(W)와 열교환한다. 응축기(200)에는 외부에서 공급되는 제2외부유체(F2)가 통과할 수 있고, 제2외부유체(F2)는 응축기(200)를 통과하면서, 응축기(200) 내부의 냉매(W)와 열교환한다. 이 때, 제2외부유체(F2)의 온도는 상대적으로 제1외부유체(F1)보다 고온일 수 포함할 수 있다.
오일회수시스템은 제1라인(L1), 제2라인(L2), 제3라인(L3), 펌프(610), 오일농도측정센서(620), 제1제어밸브(630), 제2제어밸브(640), 열교환기(700)를 포함한다.
제1라인(L1)은 증발기(500)와 연결되어, 액상의 냉매(W)와 오일이 배출되는 라인이다. 증발기(500)에는 액상 및 기상의 냉매(W)가 유입되는 입구와, 냉매(W) 또는 오일이 배출되는 출구가 구비된다. 증발기(500)의 출구는 기상의 냉매(W)가 배출되는 기상 출구와, 액상의 냉매 및 오일이 배출되는 액상 출구로 구성될 수 있다. 제1라인(L1)은 증발기(500)의 액상 출구와 연결되는 라인이다. 제2라인(L2)은 제1라인(L1)에서 분지되고, 압축기(110)의 전단과 연결되는 라인이다. 제3라인(L3)은 제1라인(L1)에서 분지되고, 증발기(500)와 연결되는 라인이다. 제3라인(L3)은 증발기(500)의 입구와 연결될 수 있다. 한편, 증발기(500)의 기상 출구에는 압축기(110)의 전단과 연결되는 제4라인(L4)이 연결될 수 포함할 수 있다.
제1라인(L1)에는 펌프(610)가 배치된다. 펌프(610)는 액상의 냉매(W) 및 오일에 유동력을 제공하는 장치이다.
오일농도측정센서(620)는 제1라인(L1)에서의 오일 농도를 측정하는 센서이다. 오일농도측정센서(620)는 제1라인(L1)에 배치될 수 있다. 오일농도측정센서(620)는 펌프(610)의 후단에 배치될 수 있다. 오일농도측정센서(620)는 펌프(610)의 후단과 제1라인(L1)의 후단 사이에 배치될 수 있다. 오일농도측정센서(620)는 제1라인(L1)에서 유동하는 유체의 밀도 등을 측정하여, 오일의 농도를 간접적으로 측정할 수 있다. 그러나, 오일농도측정센서(620)가 오일의 농도를 측정하는 방식은 이에 제한되지 않고, 오일의 농도를 측정할 수 있는 방식이라면 어떤 것도 적용될 수 포함할 수 있다.　
제1제어밸브(630)는 제2라인(L2)에 배치되는 제어밸브이고, 제2제어밸브(640)는 제3라인(L3)에 배치되는 제어밸브이다. 제1제어밸브(630) 및 제2제어밸브(640)는 각각 개도 제어가 가능하여, 유동량을 제어할 수 있다. 이 경우, 제1제어밸브(630)에서의 유동량을 증가시키면 압축기(110)로 공급되는 오일의 유량이 증가할 수 있다. 반대로 제2제어밸브(640)에서의 유동량을 증가시키면 압축기(110)로 공급되는 오일의 유량이 감소할 수 포함할 수 있다.
제2라인(L2)에는 열교환기(700)가 배치된다. 열교환기(700)는 제2라인(L2)에서 유동하는 액상의 냉매(W) 및 오일을 가열시킨다. 이 과정에서 액상의 냉매(W)는 기상의 냉매(W)로 상변화될 수 있다. 이로 인해서, 압축기(110)의 습압축을 방지할 수 있다.　
열교환기(700)는 냉매(W)와 열교환한다. 구체적으로, 제2라인(L2)에 배치된 열교환기(700)에는 증발기(500)의 액상 출구에서 토출된 액상의 냉매(W)와 오일이 유동하고, 제2라인(L2) 및 열교환기(700)의 내부에서 유동하는 상기 액상의 냉매(W) 및 오일은, 상대적으로 고온인 다른 냉매(W)와 열교환하게 된다. 이 과정에서 제2라인(L2)에서 액상의 냉매(W) 및 오일이 열교환기(700)를 지나면서 가열되게 된다.　
본 발명의 제1실시예에 따른 냉동시스템(1000)에서 열교환기(700)는 응축기(200)에서 토출되는 냉매(W)와 열교환한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동시스템(1000)은 제5라인(L5)을 포함할 수 있다. 제5라인(L5)은 응축기(200) 후단과 연결되고 열교환기(700)를 지나는 유체라인이다. 구체적으로, 제5라인(L5)은 응축기(200)와 제1팽창밸브(310)의 사이 및, 제1팽창밸브(310)와 이코노마이저(400)의 사이를 연결하고, 열교환기(700)를 통과한다. 즉, 제5라인(L5)은 응축기(200)의 후단에서부터 열교환기(700)를 지나 제1팽창밸브(310)의 후단까지 연결될 수 있다. 이 경우, 응축기(200)에서 토출된 냉매(W) 중 일부는 제1팽창밸브(310)로 유동하고, 나머지 일부는 열교환기(700)를 지나서, 다시 제1팽창밸브(310)의 후단으로 유동하여, 상기 일부의 냉매(W)와 상기 나머지 일부의 냉매(W)가 합류하여, 이코노마이저(400)로 유입될 수 있다.　
제5라인(L5)에는 제3제어밸브(810)가 배치될 수 있다. 제3제어밸브(810)는 개도 제어가 가능하여, 유동량을 제어할 수 있다. 제3제어밸브(810)는 제5라인(L5)에서의 냉매(W)의 유동 방향을 기준으로, 열교환기(700)의 전단에 배치될 수 있다. 즉, 제3제어밸브(810)는 제5라인(L5)에서 열교환기(700)를 통과하기 전의 위치에 배치될 수 있다. 또는, 제3제어밸브(810)는 제5라인(L5)에서 열교환기(700)를 통과한 후의 위치에 배치될 수도 있다. 경우에 따라서는 제3제어밸브(810)가 제5라인(L5)에서 열교환기(700)의 통과 전후의 위치에 각각 배치될 수도 있다.　
제3제어밸브(810)가 구비됨에 따라, 열교환기(700)를 지나는 냉매(W)의 유량을 조절할 수 있어 제2라인(L2)의 냉매(W)의 가열이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다. 또한, 이로 인해서 제1팽창밸브(310)를 통과하는 냉매(W)의 유량도 제어될 수 있다.
　
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예의 변형례에 따른 냉동시스템의 전체적인 모습을 나타낸 계통도이다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동시스템(1000)에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동시스템(1000)은 열교환기(700)가 이코노마이저(400)에서 토출되는 냉매(W)와 열교환한다.　
본 발명의 제2실시예에 따른 냉동시스템(1000)은 제6라인(L6)을 포함할 수 있다. 제6라인(L6)은 이코노마이저(400)의 후단과 연결되고 열교환기(700)를 지나는 유체라인이다. 구체적으로, 제6라인(L6)은 이코노마이저(400)와 제2팽창밸브(320)의 사이에 연결되고, 열교환기(700)를 통과한다. 제6라인(L6)은 제2팽창밸브(320)의 후단과 연결될 수 있다. 이 경우, 이코노마이저(400)에서 토출된 냉매(W) 중 일부는 제2팽창밸브(320)로 유동하고, 나머지 일부는 열교환기(700)를 지나서, 다시 제2팽창밸브(320)의 후단으로 유동하여, 상기 일부의 냉매(W)와 상기 나머지 일부의 냉매(W)가 합류하여 증발기(500)로 유입될 수 있다. 한편, 제2팽창밸브(320) 및 증발기(500)의 입구에는, 제6라인(L6)과 제3라인(L3)이 합류될 수 있다.　
제6라인(L6)에는 제4제어밸브(820)가 배치될 수 있다. 제4제어밸브(820)는 개도 제어가 가능하여, 유동량을 제어할 수 있다. 제4제어밸브(820)는 제6라인(L6)에서의 냉매(W)의 유동 방향을 기준으로, 열교환기(700)의 후단에 배치될 수 있다. 즉, 제4제어밸브(820)는 제6라인(L6)에서 열교환기(700)를 통과한 후의 위치에 배치될 수 있다. 또는, 제4제어밸브(820)는 제6라인(L6)에서 열교환기(700)를 통과한 후의 위치에 배치될 수도 있다. 경우에 따라서는 제4제어밸브(820)가 제6라인(L6)에서 열교환기(700)의 통과 전후의 위치에 각각 배치될 수도 있다.
제4제어밸브(820)가 구비됨에 따라, 열교환기(700)를 지나는 냉매(W)의 유량을 조절할 수 있어 제2라인(L2)의 냉매(W)의 가열이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다. 또한, 이로 인해서 제2팽창밸브(320)를 통과하는 냉매(W)의 유량도 제어될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 냉동시스템(1000)은 제7라인(L7)을 포함할 수도 있다. 제7라인(L7)은 이코노마이저(400)의 후단과 연결되고 열교환기(700)를 지나는 유체라인이다. 제7라인(L7)은 앞서 설명한 제6라인(L6)과 달리, 이코노마이저(400)의 후단에서 분지되지 않는 유체라인이다. 이러한 제7라인(L7)은 이코노마이저(400)의 후단에서부터 열교환기(700)를 통과하여, 증발기(500)의 입구까지 연결될 수 있다. 이 경우, 이코노마이저(400)에서 토출된 냉매(W)는 전량이 모두 열교환기(700)를 통과한 뒤 증발기(500)의 입구로 유입되게 된다.
제7라인(L7)이 구비되는 경우, 팽창밸브는 앞서 설명한 제2팽창밸브(320)가 아닌 제3팽창밸브(330)를 포함할 수 있다. 제3팽창밸브(330)는 제7라인(L7)에 배치되는 팽창밸브로서, 이코노마이저(400)에서 토출되는 냉매(W)를 저온 저압의 상태로 팽창시키는 구성이다. 제3팽창밸브(330)는 제7라인(L7)에서 냉매(W)의 유동 방향을 기준으로, 열교환기(700)의 후단에 배치될 수 있다. 즉, 제3팽창밸브(330)는 제7라인(L7)에서 열교환기(700)와 제3팽창밸브(330)의 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 이코노마이저(400)에서 토출되는 냉매(W)는 열교환기(700)를 거치면서 온도가 낮아질 수 있고, 제3팽창밸브(330)에는 이러한 온도가 낮아진 냉매(W)가 유입될 수 있다.
　
도 6은 본 발명에 따른 냉동시스템의 제어과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 냉동시스템(1000)의 제어방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 냉동시스템(1000)의 제어방법은 (a)단계, (b)단계, (c)단계를 포함한다. (a)단계는 증발기(500)의 출구에서 배출되는 액상의 냉매(W) 및 오일에서 오일의 농도를 측정하는 단계이다. 여기서 증발기(500)의 출구는 액상 출구를 의미하고, 상기 오일 농도의 측정은 오일농도측정센서(620)에 의해서 측정된다. 오일농도측정센서(620)에서 측정된 오일 농도 측정값은 제어부(C)로 전송될 수 포함할 수 있다.
(b)단계는 (a)단계에서 측정된 오일의 농도가 미리 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단하는 단계이다. (b)단계는 제어부(C)에서 시행될 수 있다. 오일농도측정센서(620)에서 측정된 오일의 농도가 크다면 압축기(110)의 내부에는 오일이 적을 것이고, 오일농도측정센서(620)에서 측정된 오일의 농도가 작다면 압축기(110)의 내부에는 오일이 많을 것이다. 따라서, 상기의 기준치는 압축기(110)에 필요한 적절한 오일의 양을 기준으로 설정될 수 있다. 그리고, 기준치는 압축기(110)에 오일 운전 조건이나 냉동시스템(1000)의 설계 조건 등에 따라서 달리 설정될 수 포함할 수 있다.
(c)단계는 (b)단계의 판단 여부에 따라, 제2라인(L2)에서의 유량을 조절하는 단계이다. 구체적으로, (b)단계에서 측정된 오일의 농도가 미리 설정된 기준치의 이상인 경우에는, 제2라인(L2)에서의 유량을 증가시킬 수 있다. 이 때, 오일의 농도가 기준치의 이상인 경우는 압축기(110) 내부의 오일이 부족하다는 것으로 볼 수 있고, 이에 따라, 제1제어밸브(630)를 더욱 개방시켜 제2라인(L2)에서의 유량을 증가시켜, 압축기(110)로 공급되는 오일의 유량을 증가시킬 수 있는 것이다.
그리고, (b)단계에서 측정된 오일의 농도가 미리 설정된 기준치의 미만인 경우에는, 제2라인(L2)에서의 유량을 유지 또는 감소시킬 수 있다. 이 때, 오일의 농도가 기준치의 미만인 경우는 압축기(110) 내부의 오일이 적당한 양이거나 과하다는 것으로 볼 수 있고, 이에 따라, 제1제어밸브(630)를 더욱 폐쇄시켜 제2라인(L2)에서의 유량을 유지 또는 감소시켜, 압축기(110)로 공급되는 오일의 유량을 유지 또는 감소시키는 것이다.
한편, 상기와 같은 (a)단계 내지 (c)단계는 냉동시스템(1000)이 작동되는 동안에 상시로 이루어질 수 있고, 또는, 미리 설정된 정해진 시간 간격에 따라서 이루어질 수도 있다.
　
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이러한 수정, 변경 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
　
1000 : 냉동시스템
110 : 압축기
120 : 유분리기
200 : 응축기
310 : 제1팽창밸브
320 : 제2팽창밸브
330 : 제3팽창밸브
400 : 이코노마이저
500 : 증발기
610 : 펌프
620 : 오일농도측정센서
630 : 제1제어밸브
640 : 제2제어밸브
700 : 열교환기
810 : 제3제어밸브
820 : 제4제어밸브
C : 제어부
F1 : 제1외부유체
F2 : 제2외부유체
L1 : 제1라인
L2 : 제2라인
L3 : 제3라인
L4 : 제4라인
L5 : 제5라인
L6 : 제6라인
L7 : 제7라인
W : 냉매

Claims (10)

  1. 압축기, 응축기, 팽창뱅브, 이코노마이저, 증발기를 구비하고 냉매가 순환하는 냉동사이클에 적용되는 오일회수시스템에 있어서,
    상기 압축기는 급유식 압축기이고, 상기 증발기는 제1외부유체와 열교환하며, 상기 응축기는 제2외부유체와 열교환하고,
    상기 증발기와 연결되어, 액상의 냉매와 오일이 배출되는 제1라인;
    상기 제1라인에서 분지되고, 상기 압축기의 전단과 연결되는 제2라인;
    상기 제1라인에서 분지되고, 상기 증발기와 연결되는 제3라인;
    상기 제1라인에 배치되는 펌프;
    상기 제1라인에서의 오일 농도를 측정하는 오일농도측정센서;
    상기 제2라인에 배치되는 제1제어밸브;
    상기 제3라인에 배치되는 제2제어밸브; 및
    상기 제2라인에 배치되는 열교환기를 포함하며,
    상기 열교환기는,
    냉매와 열교환하는　
    오일회수시스템.
    　
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    상기 응축기에서 토출되는 냉매와 열교환하는　
    오일회수시스템.
    　
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 팽창밸브는,
    상기 응축기와 상기 이코노마이저 사이에 배치된 제1팽창밸브; 및
    상기 이코노마이저와 상기 증발기 사이에 배치된 제2팽창밸브를 포함하고,
    상기 응축기와 상기 제1팽창밸브의 사이 및, 상기 제1팽창밸브와 상기 이코노마이저의 사이에는 제5라인이 연결되며,
    상기 제5라인은 상기 열교환기를 통과하는　
    오일회수시스템.
    　
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제5라인에는,
    상기 제5라인에서의 냉매의 유동 방향을 기준으로, 상기 열교환기의 전단에 제3제어밸브가 더 배치되는　
    오일회수시스템.
    　
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    상기 이코노마이저에서 토출되는 냉매와 열교환하는　
    오일회수시스템.
    　
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 팽창밸브는,
    상기 응축기와 상기 이코노마이저 사이에 배치된 제1팽창밸브; 및
    상기 이코노마이저와 상기 증발기 사이에 배치된 제2팽창밸브를 포함하고,
    상기 이코노마이저와 상기 제2팽창밸브의 사이에는, 상기 열교환기를 통과하는 제6라인이 연결되고,
    상기 열교환기는,
    상기 제6라인을 통해서, 상기 이코노마이저와 상기 제2팽창밸브의 사이에서 분지된 냉매와 열교환하는　
    오일회수시스템.
    　
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제6라인에는,
    상기 제6라인에서의 냉매의 유동 방향을 기준으로, 상기 열교환기의 후단에 제4제어밸브가 더 배치되는
    오일회수시스템.
    　
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 팽창밸브는,
    상기 응축기와 상기 이코노마이저 사이에 배치된 제1팽창밸브; 및 제3팽창밸브를 포함하고,
    상기 이코노마이저에는, 상기 열교환기를 통과하는 제7라인이 연결되고,
    상기 열교환기는,
    상기 제7라인을 통해서, 상기 이코노마이저에서 배출된 냉매와 열교환하며,
    상기 제3팽창밸브는, 상기 제7라인에서, 상기 열교환기와 상기 증발기 사이에 배치되는
    오일회수시스템.
    　
  9. 냉매를 압축시키는 급유식인 압축기;
    냉매를 응축시키는 응축기;
    냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
    냉매를 기상의 냉매와 액상의 냉매로 분리시키는 이코노마이저;
    냉매를 증발시키는 증발기;
    상기 증발기와 연결되어, 액상의 냉매와 오일이 배출되는 제1라인;
    상기 제1라인에서 분지되고, 상기 압축기의 전단과 연결되는 제2라인;
    상기 제1라인에서 분지되고, 상기 증발기와 연결되는 제3라인;
    상기 제1라인에 배치되는 펌프;
    상기 제1라인에서의 오일 농도를 측정하는 오일농도측정센서;
    상기 제2라인에 배치되는 제1제어밸브;
    상기 제3라인에 배치되는 제2제어밸브; 및
    상기 제2라인에 배치되는 열교환기를 포함하며,
    상기 열교환기는,
    냉매와 열교환하는　
    냉동시스템.
    　
  10. 제9항에 기재된 냉동시스템의 제어방법에 있어서,
    증발기 출구에서 배출되는 액상 냉매 및 오일에서 오일의 농도를 측정하는 (a)단계;
    상기 (a)단계에서 측정된 오일의 농도가 미리 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단하는 (b)단계; 및
    상기 (b)단계의 판단 여부에 따라, 측정된 오일의 농도가 기준치 이상인 경우 상기　제2라인에서의 유량을 증가시키고, 측정된 오일의 농도가 기준치 미만인 경우 상기 제2라인에서의 유량을 유지 또는 감소시키는 (c)단계를 포함하는　
    냉동시스템의 제어방법.
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