KR930004393B1 - 냉동장치의 운전방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉동장치의 운전방법

제 1 도는 본 발명에 관한 실시예를 나타내는 냉매회로도.

제 2 도는 저온쇼우케이스의 종단면도.

제 3 도 및 제 4 도는 본 발명에 관한 다른 실시예를 나타내는 냉매회로도.

제 5 도는 제 4 도에 있어서의 타임차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5, 11 : 열교환기 42 : 제어기

본 발명은 냉동·공조기기, 예를 들면 공기조화기, 냉동·냉장고, 냉동·냉장쇼우케이스에 사용되는 냉동장치의 운전방법에 관한 것이다.

종래의 선행기술로써, 일본국 특개소 63-65273호 공보에 기재된 저온쇼우케이스에는 제어기의 타이머에 의하여 각 전자밸브의 개폐동작이 제어되며, 이 제어에 의하여 냉각·제상 양운전이 교대로 반복되는 구성이 채택되어 있으며, 내층용열교한기의 제상운전이 종료된 후, 이 내층용열교환기내의 잔류액냉매를 외층용 열교환기, 압축기 및 응축기를 통하여 수액기에 회수하는 소위 펌프다운운전을 행하여 냉각운전이 재개될 때에 있어서의 액역류를 방지하여 액역류에 의한 압축기의 고장을 회피하고 있다.

상기한 종래의 기술에 있어서는, 냉각·제상 양운전의 시간은 타이머에 의하여결정되어 있는 관계상, 예를 들면 제상운전중에 정전이 일어난 경우, 절전을 위하여 비영업시에 전원이 차단된 경우등, 타이머가 리세트된 후의 정전복귀시에 있어서의 재운전은 냉각운전으로 되기 때문에, 열교환기에 괴어 있던 다량의 액냉매가 급격하게 압축기로 되돌아가는 소위 액역류현상이 발생되어 압축기가 파손되는 문제가 발생하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한 것으로, 정전복귀시에 있어서의 재운전을 펌프다운운전으로 한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 냉동장치의 운전방법에 있어서는, 정전복귀시의 재운전을 펌프다운운전으로부터 행하도록 하며, 정전직전의 운전상태가 냉각·제상에 관계없이 냉매회수를 행하도록 한 것이다.

상기한 냉동장치의 운전방법에 의하면, 정전복귀후의 전원투입시 정전직전의 운전상태가 어떤 상태이었는지 알 수 없어도 냉각운전될 열교환기의 냉매회수가 우선 행하여지는 관계상, 펌프다운운전 다음에 행하여지는 냉각운전인 때에는 액역류가 발생하지 않는다.

[실시예]

이하, 도면을 토대로 본 발명의 실시예를 설명한다.

제 2 도에 나타내는 (1)은 전면에 상품의 수납 및 인출용개구(3)를 형성한 단열벽(2)으로 본체를 구성하여 되는 개방형 저온쇼우케이스로써, 상기 단열벽의 내벽부터 적당한 간격을 두고 후술하는 내층측으로 열리는 댐퍼(damper)(4A), 이 댐퍼로 폐색되는 창(4C)을 구비한 단열성의 제 1 구획판(4)을 배치하여 후부구역에 위치하는 플레이트휜형의 외층용열교환기(5)와 축류형의 외충용송풍기(6)를 배치하는 외층(7)과, 상기 개구의 윗가장자리를 따라 위치하는 외층용취출구(8)와, 상기 개구의 아래가장자리를 따라 위치하며, 상기 외층용취출구에 서로 대향하는 외층용흡입구(9)를 형성하고, 또 상기 제 1 구획판의 내벽부터 적당한 간격을 두고, 금속제의 제 2 구획판(10)을 배치하여 후부구역에 위치하며, 상기 외층용열교환기(5)보다도 낮은 위치로 되는 플레이트휜형의 내층용열교환기(11)와 축류형의 내층용송풍기(12)를 배치하는 내층(13)과, 상기 개구의 윗가장자리에서 외층용취출구(8)의 내부에 병설된 내층용취출구(14)와, 상기 개구의 아래가장자리에서 외층용흡입구(9)의 내부에 병설되며, 상기 내층용취출구에 서로 대향하는 내층용흡입구(15)와, 복수단의 선반(16)을 배치한 저장실(17)을 형성하고 있다.

상기한 댐퍼는 금속판에 단열시이트를 접착시킨 판형상이며, 내층용열교환기(11)에서 보아 순환공기의 흐름방향하류측에 설치되어 있고, 개방시 그 선단이 제 2 구획판(10)의 외벽에 접하는 것이 바람직하다.

상기 외층용열교환기(5)는 댐퍼(4A)에서 보아 하류측에 위치하도록, 외층(7)내부에 배치되어 있으며, 또, 내층용열교환기(11)는 댐퍼(4A)에서 보아 순환공기의 흐름방향상류측이 되는 위치에 배치되어 있다.

상기한 댐퍼(4A)는 감속기구를 구비한 기어모우터(M), 이 기어모우터의 회전운동을 왕복직선운동으로 변환되는 가능고 긴 아암(A)으로 되는 구동장치에 의하여 개폐되는 것이다.

제 1 도에 나타내는 (18)은 상기 저온쇼우케이스를 냉각시키기 위한 냉동장치로써, 냉매압축기(19), 수냉 또는 공냉식의 응축기(20), 수액기(21), 감온부(22A)를 갖는 팽창밸브등으로 되는 감압밸브(22), 내층용열교환기(11), 기액분리기(23)를 고압가스관(24), 고압액관(25), 제 1 저압액관(26) 및 저압가스관(27)으로써 환상으로 접속되는 한편, 상기 고압액관(25)의 도중에 입구가 접속되는 고압액분기관(28), 감온부(29A)를 갖는 팽창밸브등으로 되는 감압밸브(29), 제 2 저압액관(30), 상기 저압가스관(27)의 도중에 출구가 접속되는 저압가스분기관(31)으로써 외층용열교환기(5)를 내층용열교환기(11)에 대하여 병렬접속되어 있다.

(32)는 고압냉매를 내층용열교환기(11)로 인도하는 바이패스회로로써, 제1 및 제 2 양바이패스관(32A),(32B)으로 되고, 제 1 바이패스관(32A)의 입구는 상기 응축기(20)와 수액기(21)와의 사이의 고압액관(25)중에 접속되며, 또, 출구는 상기 수액기(21)와 감압밸브(22)와의 사이인 고압액관(25)중의 수액기(21) 근처에 접속되며, 또 제 2 바이패스관(32B)의 입구는 상기 제 1 바이패스관(32A)의 출구보다도 냉매의 흐름방향 하류측에 위치하도록 상기 수액기(21)와 감압밸브(22)와의 사이인 고압액관(25)중에 접속되며, 또 출구는 상기 제 1 저압액관(26)의 도중에 접속되어 있다.

상기 제 1 바이패스관(32A)의 출구와, 제 2 바이패스관(32B)의 출구를 고압액관(25)에 접속시키는 것에 의하여, 이 고압액관의 일부는 공용관로(25A)가 되어 바이패스회로(32)의 일부를 구성하게 된다.

이 공용관로(25A)는 수미터 내지 수십미터에 이른다.

(33)은 상기 내층용열교환기(11)의 제상운전시 이 내층용열교환기의 고압액냉매를 외층용열교환기(5)에 인도하는 연락관으로써, 그 입구는 상기 내층용열교환기(11)와 기액분리기(23)와의 사이인 저압가스관(27)중에 접속되며, 또, 출구는 상기 고압액분기관(28)의 도중에 접속되어 있다.

(34) 내지 (39)는 필요에 따라 개폐되며, 순환냉매의 유로를 전환시키는 제1 내지 제 6 전자밸브이다.

상기 제 1 전자밸브(34)는 감압밸브(22)와, 공용관(25A)과의 사이의 고압액관(25)중에 설치되어 있으며, 내층용열교환기(11)의 냉각운전시 및 내층용, 외층용 양열교환기(11),(5)의 냉각운전시에는 개방되며, 또, 내층용열교환기(11)의 제상운전시 및 펌프다운운전시에는 폐색된다.

또, 상기 제 2 전자밸브(35)는 연락관(33)의 입구와, 저압가스분기관(31)의 출구와의 사이인 저압가스관(27)중에 설치되어 있으며, 그 개폐동작은 상기 제 1 전자밸브(34)와 동일한 것이다.

또, 상기 제 3 전자밸브(36)는 제 2 바이패스관(32B)중에 설치되어 있으며, 내층용열교환기(11)의 제상운전시만 개방된다.

또, 상기 제 4 전자밸브(37)는 연락관(33)의 출구와 감압밸브(29)와의 사이인 고압액분기관(28)중에 설치되어 있으며, 내층용열교환기(11)의 냉각운전시 이외에 개방된다.

또, 상기 제 5 전자밸브(38)는 제 1 바이패스관(32A)중에 설치되어 있으며, 그 개폐동작은 제 3 전자밸브(36)와 동일하며, 내층용열교환기(11)의 제상운전시만 개방된다.

또, 상기 제 6 전자밸브(39)는 수액기(21)와 공용관로(25A)와의 사이인 고압액관(25)중에 설치되어 있으며, 그 개폐동작은 상기 제1, 제2 양전자밸브(34),(35)와 동일하다.

(40)은 상기 제 1 바이패스관(32A)의 입구와, 수액관(21)과의 사이인 고압액관(25)중에 설치된 역류방지밸브로써, 내층용열교환기(11)의 제상운전시 상기 수액기(21) 내부의 저류냉매가 바이패스회로(32)를 흐르는 고압냉매에 의한 이젝터효과에 의하여 제 1 바이패스관(32A)의 입구방향으로 역류되는 것을 저지한다.

(41)은 상기 연락관(33)중에 설치된 열류방지밸브로써, 내층용열교환기(11) 및 내층용, 외층용 양열교환기(11),(5)의 냉각운전시 고압액관(25) 또는 고압액분기관(28)을 통과중인 고압액냉매가 연락관(33)으로부터 저압가스관(27)에 흐르는 것을 저지한다.

상기 냉매장치(18)는 상기와 같이 구성되어 있으며, 제 1 도의 쇄선(18A)으로 나타낸 부분은 점포의 기계실에 설치되는 응축유니트이고, 쇄선(18B)으로 나타낸 부분은 점포의 상점안에 설치되는 냉각유니트로서 나누어져 있는 관계상, 양유니트를 연결하는 공용관로(25A)는 점포에 따라 수십미터의 길이로 되는 일도 있다.

(42)는 타이머(43)를 내장한 마이크로컴퓨터로 되는 제어기로써, 상기 제1 내지 제 6 전자밸브(34) 내지 (39) 및 기어모우터(39)를 소정시간 작동시키기 위한 개 또는 폐신호를 각 신호라인(a) 내지 (g)로부터 보내는 것이다.

또, 상기 제어기(42)에는 정전복귀회로(44)가 내장되어 있으며, 냉동장치(18)의 운전중에 정전이 발생된 경우나, 야간이나 점포의 휴업등 비영업시에 절전을 위하여 냉동장치(18)의 전원이 차단된 경우의 정전복귀시에는 후술하는 펌프다운운전을 행하기 위한 신호를 출력한다.

다음에 저온쇼우케이스(1)의 운전에 대하여 설명한다.

현재, 댐퍼(A)는 닫혀 있으며, 제 2 도에 나타낸 바와 같이 내층(13) 및 외층(7)은 각각 독립되어 있다.

이 때, 제1, 제2 및 제6 각 전자밸브(34),(35),(39)가 열려 있고, 제3, 제4 및 제5 각 전자밸브(36),(37),(38)가 닫혀 있으며, 이와 같은 상태로 냉매압축기(19)를 가동시키면, 냉매는 제 1 도 실선화살표로 나타낸 바와 같이 압축기(19)-응축기(20)-수액기(21)-제 6 전자밸브(39)-제 1 전자밸브(34)-감압밸브(22)-증발기로 되는 내층용열교환기(11)-제 2 전자밸브(35)-기액분리기(23)-압축기(19)로 흐르는 주지의 제 1 싸이클을 형성하며, 그 동안 응축기(20)로 응축액화, 감압밸브(22)로 감압, 내층용열교환기(11)로 증발기화된다.

이 냉각운전(예를 들면 4시간)에 있어서, 내층용송풍기(12)로써 내층(13)을 통과중인 순환공기는 내층용열교환기(11)를 통과중, 예를 들면 -15℃의 증발온도인 저압냉매와 열교환되어서, 예를 들면 -6℃의 냉각공기로 되며, 제 2 도 실선화살표로 낱낸 바와 같이 개구(3)에 찬 에어커어튼(CA)을 형성시켜 저장실(17)의 온도를 -4℃로 유지하는 냉각을 도모하여 저장품을 빙온(0℃ 이하로, 더구나 세포를 살려 놓을 수 있는 온도대), 예를 들면 -2℃로 유지한다.

그동안 제1, 제2 양전자밸브(34),(35)는 저장실(17)의 온도를 검출하는 온도검출기에 의하여 동시에 개폐를 반복하여 저장실(17)의 온도를 적정온도(빙온)로 유지한다.

한편, 외충용송풍기(6)로써 외층(7)을 통과중인 순환공기는 제 2 도 실선화살표와 같이 개구(3)에 있어서 찬 에어커어튼(CA)의 외측을 따라 흐르며, 이 찬 에어커어튼의 영향을 받아서 저온쇼우케이스(1)를 포위하는 외기보다 점점 낮은 온도로 되며, 상기 찬 에어커어튼(CA)과 외기와의 접촉을 저지하는 보호에어커어튼(GA)으로서 작용한다.

냉각운전의 진행에 따라 내층용열교환기(11)에 서리부착이 많게 되면, 제어기(42)로부터의 신호로, 제 4 전자밸브(37)가 열리며, 제 1 전자밸브(34)로부터의 액냉매의 일부는 고압액분기관(28)에 분류된다.

이 분류된 액냉매는 감압밸브(29)로 감압되며, 증발기로 되는 외층용열교환기(5)로 증발기화되어 저압가스분기관(31)을 통하여 저압가스관(27)에 흐르며 내층용열교환기(11)를 통과한 저압가스냉매와 합류되어 압축기(19)에 흐르는 제 1 도 1점쇄선으로 나타낸 제 2 싸이클을 형성한다.

이 제 2 싸이클은 냉각운전이 종료되기전, 즉 냉각운전으로부터 제상운전으로 전환되기 직전에 수십초 내지 수분간에 걸쳐서 행하여지며, 이 운전에 의하여 내층용열교환기(11)와 동일하게 외층용열교환기(5)도 저온으로 되며, 외층(7)을 통과중인 순환공기는 외층용열교환기(5)를 통과중인 저압액냉매(증발온도는 -20℃)와 열교환되면, 내층(13)을 순환중인 냉각공기와 거의 동일 내지 약간 높은 온도(-4℃ 전후)로 유지된다.

또한, 이 냉각운전에 있어서는 외층용송풍기(6)의 운전을 정지시켜도 좋다.

이 냉각운전중 제어기(42)로부터 제상개시신호가 출력되어 제1, 제2 및 제6 각 전자밸브(34),(35),(39)가 닫혀지고, 제3 및 제5 양 전자밸브(36),(38)가 열리며, 또 댐퍼(4A)가 제 2 도 쇄선과 같이 열리면, 제상운전으로 전환되며, 응축기(20)로부터의 고압냉매, 즉 고압의 기액 혼합냉매는 바이패스회로(32)-내층용열교환기(11)-연락관(33)-제 4 전자밸브(37)-감압밸브(29)-외층용열교환기(5)-기액분리기(23)-압축기(19)로 흐르는 제 1 도의 2점쇄선으로 나타낸 제 3 싸이클을 형성한다.

이 제 3 싸이클은 예를 들면 10분 내지 20분간 행하여지는 내층용열교환기(11)의 제상운전싸이클이며, 바이패스회로(32)로부터의 고압의 기액혼합냉매는 내층용열교환기(11)의 상부로부터 하부에 향하여 흐르는 동안 순환공기와 열교환되어서 5℃ 정도의 과냉각액으로 되어가면서, 그 현열로서 내층용열교환기(11)의 서리를 서서히 녹인다.

한편, 이 내층용열교환기를 통과한 순환공기는 댐퍼(4A)에 의하여 내층(13)에 있어서의 흐름이 중단되어 창(4C)으로부터 외층(7)에 흐르며, 외층용열교환기(5)를 통과중인 저압액냉매와 열교환되어 -4℃ 전후의 온도로 냉각되고, 외층용취출구(8)로부터 개구(3)를 향하여 취출되며, 냉각운전과 동일하게 찬 보호에어커어튼(GA)을 형성하고, 내층용흡입구(15)로부터 내층(13)에 귀환되는 제 2 도 쇄선화살표의 순환을 반복한다.

제상운전의 진행에 따라 내층용열교환기(11)의 서리가 녹으면, 제1, 제2 및 제6 각 전자밸브(34),(35),(39)의 닫은 상태가 계속된대로, 제3 및 제5 양전자밸브(36),(38)가 닫히면, 제상열원이 되는 고압의 기액 혼합냉매가 내층용열교환기(11)에 공급되지 않게 되며, 내층용열교환기(11) 내부의 잔류액냉매(일부 포화가스를 포함)를 수액기(21)로 회수하는 소위 펌프다운운전으로 되며, 내층용열교환기(11) 내부의 액냉매는 제 1 도 굵은선으로 나타낸 바와 같이 연락관(33), 제 4 전자밸브(37), 감압밸브(29)를 통하여 외층용열교환기(5)를 경유하여 기액분리기(23), 압축기(19), 응축기(20), 수액기(21)로 흐르고, 이 수액기(21)에 고압액냉매로서 모이게 된다.

이 펌프다운운전은 내층용열교환기(11)의 제상운전의 종료에 따라 수분동안 행하여지며, 그 동안 내층용열교환기(11) 내부에 냉매중 포화가스, 액냉매와 순차적으로 외층용열교환기(5)에 흡입되는 것에 의하여, 내층용열교환기(11)에서 그 일부가 증발기화되며, 이 증발잠열로써 내층용열교환기(11)에 냉각작용을 부여하며, 또한 액냉매 그대로 감압밸브(29)로부터 외층용열교환기(5)에 흐른 냉매는 저압액냉매로 되어 이 외층용열교환기를 통과하는 중에 증발기화되며, 이 증발잠열로써 외층용열교환기(5)에 냉각작용을 부여하게 된다.

또, 이 펌프다운운전은 내층용열교환기(11)에 부착된 이슬방울을 제거하는 시간이기도 한 것이다.

펌프다운운전의 종료에 따라, 제 4 전자밸브(37)가 닫히는 동시에, 제1, 제2 및 제6 각 전자밸브(34),(35),(39)가 열리며, 제 1 도 실선화살표로 나타낸 냉각운전에 복귀된다.

제 3 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내며, 이와 같은 실시예에서는 내층용열교환기(11)의 제상열원으로서 핫가스, 즉 고압가스냉매를 사용하는 관계상, 바이패스관(32)의 입구를 고압가스관(24)의 도중에 설치하는 한편, 제 5 전자밸브(38)로서 3방향전자밸브를 채용하고 있다.

또한, 제 3 도는 상기 제1 내지 제 3 싸이클 및 펌프다운운전에 각각 대응하여 펌프다운운전시에는 굵은 선으로 나타낸 바와 같이 냉매는 흐르게 된다.

또, 제 4 도는 또 본 발명의 다른 실시예를 나타내며, 이와 같은 실시예에서는 내층용열교환기(11)의 제상열원으로서 수액기(21)로부터의 고압액냉매를 사용하는 관계상, 바이패스관(32)의 입구를 수액기(21), 제 1 전자밸브(34)와의 사이인 고압액관(25)중에 설치되어 있다.

또한, 제 4 도는 상기 제1 내지 제3 각 싸이클 및 펌프다운운전에 각각 대응하여 펌프다운운전시에는 굵은 선으로 나타낸 바와 같이 냉매는 흐르게 된다.

이 제 4 도의 운전은 제 5 도의 타임차트로 표시된다.

또한, 내층용열교환기(11)의 제상열원으로서 고압의 기액혼합냉매, 핫가스, 고압액냉매의 어떤 것을 사용하는가는 저장실(17)의 온도설정치나 저온쇼우케이스(1)의 주위조건등에 따라 선택하면 좋다.

상기한 저온쇼우케이스(1)의 운전중 고의 또는, 과실 혹은 불의에 냉동장치(18)의 전원이 차단되어 정전이 된 후에 정전복귀된 때에는 제어기(42)의 정전복귀회로(44)로부터의 출력에 의하여 펌프다운운전이 개시되며, 상술한 바와 같이 내층용열교환기(11)의 액냉매가 외층용열교환기(5)를 통하여 수액기(21)에 회수된다.

이 펌프다운운전은 약 3분간 행하여지며, 그 후, 제 1 싸이클 즉, 내층용열교환기(11)의 냉각운전으로 된다.

이와 같은 방법에 의하면, 냉동장치(18)의 운전도중, 전원이 끊기어 정전이 된 후 정전복귀된 때에는 정전전의 냉동장치(18)가 상기 제1 내지 제 3 싸이크 및 펌프다운운전중 어떤 것이었나 관계없이 제상운전인 것으로 상정한 최악조건으로 펌프다운운전이 행하여지기 때문에, 실제로 정전전에 제상운전이었던 경우에 있어서는 냉각운전전에 내층용열교환기(11)의 액냉매를 회수하여 냉각운전할 때에 있어서의 액역류를 방지할 수 있다.

상술한 본 발명에 의하면, 정전전의 운전상태가 제상운전이라면, 상정한 조건으로 정전복귀시에 펌프다운운전을 행하게 하는 관계상, 실제로 제상운전중이었던 경우에 있어서는, 정전복귀시에 냉각운전의 대상이 되는 열교환기의 액냉매를 회수한 후, 냉각운전이 행하여져 정전복귀후의 액역류를 회피할 수 있다.

Claims (1)

1. 최소한 2개의 내·외층용열교환기(11),(5)를 구비하여, 고압냉매를 내층용열교환기(11)로부터 외층용열교환기(5)에 흘려서 상기 내층용열교환기(11)의 제상운전을 행하는 동시에, 외층용열교환기(5)의 냉각운전을 행한 후, 상기 내층용열교환기(11)로의 냉매공급을 정지하는 동시에, 압축기(19)의 운전을 계속하여 상기 내층용열교환기(11)의 액냉매를 외층용열교환기(5)를 통하여 수액기(21)로 회수하는 펌프다운운전을 행하는 냉동장치의 운전방법에 있어서, 정전복귀시 재운전할 때에는 펌프다운운전으로부터 개시되는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 운전방법.

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