KR960002567B1 - Refrigeration circuit - Google Patents

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산덴 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.No content.

Description

냉동회로Refrigeration circuit

제1도는 종래기술의 냉동회로를 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a conventional refrigeration circuit.

제2도는 종래기술의 다른 냉동회로를 나타낸 개략도.2 is a schematic view showing another refrigeration circuit of the prior art.

제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 냉동회로를 내타낸 개략도.3 is a schematic view showing a refrigeration circuit according to an embodiment of the present invention.

제4도는 제3도의 냉동회로에 사용되는 유량제어장치의 횡단면도.4 is a cross-sectional view of the flow control device used in the refrigeration circuit of FIG.

제5도는 증발기의 냉각용량과 압축기의 회전속도 사이의 관계를 나타낸 선도.5 is a diagram showing the relationship between the cooling capacity of the evaporator and the rotational speed of the compressor.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 압축기 11 : 응축기10 compressor 11 condenser

12 : 과냉각 제어밸브 13 : 모세관12: supercooling control valve 13: capillary tube

14 : 증발기 15 : 축압기14 evaporator 15 accumulator

21 : 제어장치 211 : 케이싱21: control device 211: casing

212 : 입구튜브 213 : 출규튜브212: entrance tube 213: exit tube

214 : 작동밸브 215 : 다이어프램214: operating valve 215: diaphragm

216 : 감지실린더 217 : 구멍216: detection cylinder 217: hole

218 : 조절스프링 223 : 오리피스218: adjustment spring 223: orifice

본 발명은 자동차용 공기조화기에 사용하기 위한 냉동회로에 관한 것이며, 특히 냉매의 유량을 제어하기 위한 제어장치를 구비한 냉동회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to refrigeration circuits for use in automotive air conditioners, and more particularly to refrigeration circuits having a control device for controlling the flow rate of the refrigerant.

자동차용 공기조화기에 사용되는 종래기술의 냉동회로는, 첨부된 도면들 중에서 제1도에 도시된 바와같이 압축기(1), 응축기(2), 건조기(3), 팽창밸브(4) 등의 감압장치, 및 증발기(5)로 이루어져 있다. 이러한 냉동회로의 각 부품은 앞에서 열거한 순서대로 직렬로 연결되어 있다. 이러한 종래 기술의 냉동회로에서는, 감압장치로서 열전쌍(thermocouple)을 이용한 팽창밸브(4)를 사용하고 있으며, 이러한 팽창밸브는 냉매의 유량을 제어하고 냉매를 팽창시키는 작용을 하는 것이 공지되어 있다. 즉, 팽창밸브(4)의 동작은 증발기(5)의 출구측에서의 증발기(5)의 출구측에서 과열도(the degree of superheat)에 따라 좌우된다. 통상적으로, 냉동회로는 증발기(5)의 출구측에서 과열도가 5내지 8인 범위내에서 작동하여, 압축기(1)의 효율저하와 액체의 압축으로 인한 압축기(1)내의 밸브의 손상 등을 방지한다. 따라서 증발기(5)의 열교환 효율은 이러한 과열도에 의해서 감소된다. 더욱이, 이와같은 냉동회로는 자동차용 공기조화기로서 사용되기 때문에, 냉매의 유량이 보다 넓은 범위에 있게 되는 것이 요구되는데, 이에 따라서 냉동회로에서 액체 냉매가 압축기의 흡입측으로 용이하게 복귀될 수 있으며, 반면에 냉매의 유량이 적은 경우에는 소위 헌팅(hunting)이 발생하기 쉽다. 종래기술의 또 다른 냉동회로가 제2도에 도시되어 있는데, 이러한 냉동회로는 압축기(1), 응축기(2), 예를 들어 모세관(6)이나 오리피스 등과 같은 감압장치, 증발기(5), 및 축압기(7)로 이루어진다. 냉동회로의 각 부품은 앞에서 열거한 순서대로 직렬로 연결되어있다. 축압기(7)는 증발기(5)의 출구측에 연결되어 있기 때문에, 증발기(5)의 출구측에서 과열도가 항상 0에 가깝게 된다. 따라서, 증발기(5)의 열교환 효율이 증진된다.Conventional refrigeration circuits used in automotive air conditioners, as shown in Figure 1 of the accompanying drawings, the pressure reduction of the compressor (1), condenser (2), dryer (3), expansion valve (4), etc. Device, and an evaporator (5). Each part of this refrigeration circuit is connected in series in the order listed above. In such a prior art refrigeration circuit, an expansion valve 4 using a thermocouple is used as the pressure reducing device, and it is known that such an expansion valve functions to control the flow rate of the refrigerant and expand the refrigerant. That is, the operation of the expansion valve 4 depends on the degree of superheat at the outlet side of the evaporator 5 at the outlet side of the evaporator 5. Typically, the refrigerating circuit operates within the range of 5 to 8 superheat at the outlet side of the evaporator 5, thereby reducing the efficiency of the compressor 1 and damaging the valve in the compressor 1 due to the compression of liquid. prevent. The heat exchange efficiency of the evaporator 5 is therefore reduced by this degree of superheat. Moreover, since such a refrigeration circuit is used as an air conditioner for automobiles, it is required that the flow rate of the refrigerant is in a wider range, whereby the liquid refrigerant can be easily returned to the suction side of the compressor in the refrigeration circuit. On the other hand, when the flow rate of the refrigerant is low, so-called hunting is likely to occur. Another refrigeration circuit of the prior art is shown in FIG. 2, which is a compressor (1), a condenser (2), for example a pressure reducing device such as a capillary tube (6) or an orifice, an evaporator (5), and It consists of an accumulator (7). Each part of the refrigeration circuit is connected in series in the order listed above. Since the accumulator 7 is connected to the outlet side of the evaporator 5, the degree of superheat at the outlet side of the evaporator 5 is always close to zero. Thus, the heat exchange efficiency of the evaporator 5 is enhanced.

그러나, 냉매의 유량이 적거나 부족할 경우에는, 액체상태의 냉매가 축압기(7)에서 쉽게 누적될 수 있으며 압축기(1)로 복귀되어 버리기 쉽다. 따라서, 냉동회로의 성능계수가 떨어진다. 또한, 냉매의 유량이 많을 경우에는 액체상태의 냉매가 응축기(2)에 누적되기가 쉽다. 따라서 응축기(2)의 복수능력과 축압기(7)내의 액체냉매가 불충분하게 된다. 그러므로, 증발기(5)의 출구측에서의 과열도가 비정상적으로 증가하게 된다. 이러한 경우에, 액체냉매의 양을 충분하게 유지하기 위해서는 축압기(7)의 용량이 증대되어야 할 필요가 있다.However, when the flow rate of the refrigerant is low or insufficient, the liquid refrigerant can easily accumulate in the accumulator 7 and easily return to the compressor 1. Therefore, the performance coefficient of the refrigeration circuit is lowered. In addition, when the flow rate of the refrigerant is large, it is easy to accumulate the liquid refrigerant in the condenser 2. Therefore, the plural capacity of the condenser 2 and the liquid refrigerant in the accumulator 7 become insufficient. Therefore, the degree of superheat at the outlet side of the evaporator 5 is abnormally increased. In this case, the capacity of the accumulator 7 needs to be increased in order to sufficiently maintain the amount of the liquid refrigerant.

본 발명의 목적은 냉매의 유량을 용이하게 제어할 수 있는 제어장치를 구비한 냉동회로를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a refrigeration circuit having a control device that can easily control the flow rate of the refrigerant.

본 발명의 다른 목적은 냉동회로내에서의 헌팅현상을 방지할 수 있는 제어장치를 구비한 냉동회로를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a refrigerating circuit having a control device capable of preventing hunting in the refrigerating circuit.

본 발명의 일실시예에 따른 냉동회로는 압축기, 응축기, 증발기 및 축압기를 구비하고 있으며, 냉매가 압축기에서 방출되어 응축기와 증발기 그리고 축압기를 통과하여 유동한 후에 압축기의 흡입구로 다시 복귀되는 방식을 취한다. 과냉각 제어밸브가 응축기에 연결되어 있으며 고정 트로틀밸브를 통해서 증발기와 결합되어 있으므로, 이러한 제어밸브에 의해서 응축기의 출구측에서의 냉매의 과냉각을 검출함으로써 냉매의 유량을 제어하게 된다. 고정 트로틀밸브는 증발기내로 흐르는 냉매의 유량변화를 조절하도록 과냉각 제어밸브와 직접적으로 연결된다.The refrigeration circuit according to an embodiment of the present invention includes a compressor, a condenser, an evaporator, and a accumulator, and the refrigerant is discharged from the compressor and flows through the condenser, the evaporator, and the accumulator, and then returns to the inlet of the compressor. Take Since the supercooling control valve is connected to the condenser and coupled to the evaporator through the fixed throttle valve, the control valve controls the flow rate of the refrigerant by detecting the supercooling of the refrigerant at the outlet side of the condenser. The fixed throttle valve is directly connected with the supercooling control valve to control the flow rate of the refrigerant flowing into the evaporator.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 제3도를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 공기 조화기에 사용하기 위한 냉동회로가 도시되어 있다. 본 발명의 냉동회로는 압축기(10), 응축기(11), 과냉각 제어밸브(12), 모세관(13) 또는 오리피스 등과 같은 감압장치, 증발기(14), 및 축압기(15)로 구성되어 있다. 압축기(10)의 출구에 응축기(11)가 연결되어 있으며, 응축기(11)는 과냉각 제어밸브(12)를 통해서 모세관(13)으로 연결된다. 증발기(14)가 모세관(13)에 연결되어 있는데, 이 증발기(14)는 축압기(15)를 통해서 압축기(10)의 입구와 연결되어 있다.Referring first to FIG. 3, a refrigeration circuit for use in an automotive air conditioner according to an embodiment of the present invention is shown. The refrigeration circuit of the present invention is composed of a compressor 10, a condenser 11, a subcooling control valve 12, a pressure reducing device such as a capillary tube 13 or an orifice, an evaporator 14, and a accumulator 15. A condenser 11 is connected to the outlet of the compressor 10, and the condenser 11 is connected to the capillary tube 13 through the subcooling control valve 12. An evaporator 14 is connected to the capillary tube 13, which is connected to the inlet of the compressor 10 via the accumulator 15.

이제제4도를 참조하면, 과냉각 제어밸브(12)와 모세관(13)의 기능을 가진 제어장치의 구조가 도시되어있다. 제어장치(21)는 입구튜브(212)와 출구튜브(213)를 갖춘 관형 케이싱(211)과, 입구튜브(212)와 출구튜브(213)의 사이에 형성되어 있는 연결부에 배열된 작동밸브(214)와 다이어프램(215)과, 그리고 감지실린더(216)를 포함한다. 입구튜브(212)를 통하여 구멍(217)이 형성되어 있고, 조절스프링(218)에 의해 구멍(217)을 폐쇄시키도록 작동밸브(214)가 배열되어 있다. 오리피스(223)가 출구튜브(213)안에 형성되어 있다. 케이싱(211)의 상부공간(221)에 배치되어서 다이어프램(215)의 일단부 표면에 부착된 밸브시이트(219)가 커넥팅로드(220)를 통해서 작동밸브(214)의 기저부에 결합되어 있다. 다이어프램(215)은 케이싱(211)의 상부공간(221)을 2개의 챔버(221a,221b)로 분할하고 있는데, 밸브시이트(219)가 수용된 하나의 챔버(221a)는 연통채널(222)을 통해서 입구튜브(212)의 내부와 연결되어 있다. 다른 챔버(221b)는 감지실린더(216)의 내부와 연결되어 있다. 냉매가 감지 실린더(216)안에 수용되어서 그 온도가 감지되며, 이에 따라서 다이어프램(215)이 작동된다.Referring now to FIG. 4, there is shown the structure of a control device having the function of a supercooling control valve 12 and a capillary tube 13. The control unit 21 has a tubular casing 211 having an inlet tube 212 and an outlet tube 213 and an actuating valve arranged at a connection portion formed between the inlet tube 212 and the outlet tube 213. 214, a diaphragm 215, and a sensing cylinder 216. A hole 217 is formed through the inlet tube 212, and an actuating valve 214 is arranged to close the hole 217 by the adjustment spring 218. An orifice 223 is formed in the outlet tube 213. The valve seat 219 disposed in the upper space 221 of the casing 211 and attached to the surface of one end of the diaphragm 215 is coupled to the base of the operation valve 214 through the connecting rod 220. The diaphragm 215 divides the upper space 221 of the casing 211 into two chambers 221a and 221b. The one chamber 221a in which the valve seat 219 is housed is connected through the communication channel 222. It is connected to the inside of the inlet tube (212). The other chamber 221b is connected to the inside of the sensing cylinder 216. Refrigerant is received in the sensing cylinder 216 so that its temperature is sensed, and the diaphragm 215 is activated accordingly.

이를 보다 상세히 설명하면, 제어장치(21)는 감지실린더(216)에 의해 응축기(11)의 출구측에서의 냉매의 온도를 검출하는데, 즉 응축기(11)와 제어창지(21) 사이의 도관이 감지실린더(216)와 접촉되어 있다. 감지 실린더(216)내의 냉매는 응축기(11)의 출구측에서의 냉매의 온도에 따라 액체상태에서 기체상태로 또는 기체상태에서 액체상태로 그 양상이 변화한다. 냉매의 온도변화에 따라서 감지 실린더(216)내의 냉매의 포화압력도 변화한다. 제어장치(21)가 감지실린더(216)내의 냉매의 포화압력, 응축기(11)의 출구측에서의 냉매의 압력, 그리고 조절스프링(218)의 반발력의 평형상태에 따라서 동작된다.In more detail, the control device 21 detects the temperature of the refrigerant at the outlet side of the condenser 11 by the detection cylinder 216, that is, the conduit between the condenser 11 and the control window 21 is detected. 216 is in contact. The refrigerant in the sensing cylinder 216 changes its shape from the liquid state to the gas state or from the gas state to the liquid state according to the temperature of the refrigerant at the outlet side of the condenser 11. As the temperature of the refrigerant changes, the saturation pressure of the refrigerant in the sensing cylinder 216 also changes. The control device 21 is operated according to the equilibrium state of the saturation pressure of the refrigerant in the sensing cylinder 216, the pressure of the refrigerant at the outlet side of the condenser 11, and the repulsive force of the adjustment spring 218.

이러한 제어장치의 동작을 설명하면, 우선 제어장치(21)가 과냉각의 값, 즉 냉매의 실제온도와 응축기(11)의 출구측 냉매의 동일한 압력하에서의 포화온도 사이의 차이가 조절스프링(218)에 의해 결정된 소정의 과냉각의 값보다 작은 경우, 즉 감지실린더(216)내의 포화압력과 조절스프링(218)의 반발력의 총합이 응축기(11)의 출구측에서의 냉매의 압력보다 작은 경우에는, 작동밸브(214)가 위로 올라가고, 이에 따라서 입구튜브(212)의 구멍(217)이 개방된다. 이후에 응축기(11)의 출구측에서의 냉매의 총량이 증가되기 때문에, 냉매의 온도가 점차 증가하게 된다. 동시에, 감지실린더(216)내의 냉매의 포화압력이 응축기(11)의 출구측 에서의 냉매의 온도증가와 함께 점차로 상승되며, 따라서, 조절스프링(218)의 반발력에 대항하여 입구튜브(212)의 구멍(217)을 폐쇄시키도록 다이어프램(215)이 동작한다. 작동밸브(214)는 감지실린더(216)내의 포화압력과 조절스프링(218)의 반발력의 합이 응축기(11) 출구측에서의 냉매의 압력과 동일해지는 지점까지 구멍(217)의 크기를 조절한다. 오리피스(213)는 증발기(14)로 흘러들어가는 냉매의 유량변화를 제어한다.Referring to the operation of such a control device, first, the difference between the value of the supercooling value of the control device 21, that is, the actual temperature of the refrigerant and the saturation temperature under the same pressure of the refrigerant at the outlet of the condenser 11 is adjusted to the regulating spring 218. When smaller than the value of the predetermined subcooling determined by the above, that is, when the sum of the saturation pressure in the sensing cylinder 216 and the repulsive force of the adjustment spring 218 is smaller than the pressure of the refrigerant at the outlet side of the condenser 11, the operation valve 214 ) Rises upwards, thereby opening the hole 217 of the inlet tube (212). Since the total amount of the refrigerant at the outlet side of the condenser 11 is subsequently increased, the temperature of the refrigerant is gradually increased. At the same time, the saturation pressure of the refrigerant in the sensing cylinder 216 gradually rises with the increase of the temperature of the refrigerant at the outlet side of the condenser 11, and thus, of the inlet tube 212 against the repulsive force of the regulating spring 218. The diaphragm 215 operates to close the hole 217. The operation valve 214 adjusts the size of the hole 217 to the point where the sum of the saturation pressure in the sensing cylinder 216 and the repulsive force of the adjustment spring 218 is equal to the pressure of the refrigerant at the outlet of the condenser 11. The orifice 213 controls the flow rate change of the refrigerant flowing into the evaporator 14.

제5도를 참조하면, 증발기의 냉각용량과 압축기의 회전속도 사이의 상호관계를 나타낸 그래프가 도시 되어있다. 점선으로 표시된 곡선은 제1도에 나타낸 것과 같은 종래기술의 팽창밸브를 갖추고 있는 냉동회로에 대한 냉각용량을 나타낸다. 일점쇄선으로 표시된 곡선은 제2도에 나타낸 것과 같은 종래기술의 모세관을 갖춘 냉동회로에 대한 냉각용량을 나타낸다. 실선으로 표시된 곡선은 제3도에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 냉동회로에 대한 냉각용량을 나타내고 있다.Referring to FIG. 5, there is shown a graph showing the correlation between the cooling capacity of the evaporator and the rotational speed of the compressor. The curve indicated by the dotted line represents the cooling capacity for the refrigerating circuit equipped with the prior art expansion valve as shown in FIG. The curve indicated by the dashed line represents the cooling capacity for the refrigerating circuit with the capillary tube of the prior art as shown in FIG. The curve indicated by the solid line represents the cooling capacity for the refrigerating circuit according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

압축기가 느린 회전속도의 범위에 있을 때, 본 발명의 일실시예에 따른 냉동회로는 종래기술의 모세관을 갖추고 있는 냉동회로에 비해 더 큰 냉각작용을 가지며, 종래기술의 팽창밸브를 갖추고 있는 냉동회로에 배해 거의 동일한 냉각용량을 갖게 됨을 알 수가 있다. 한편, 압축기가 고속의 회전속도의 범위에 있을 때에는, 본 발명에 따른 냉동회로가 종래기술의 팽창밸브 또는 모세관을 가진 냉동회로들에 따른 각각의 냉각용량의 사이에 위치한 적절한 냉각용량을 갖게 된다.When the compressor is in the range of a low rotational speed, the refrigeration circuit according to an embodiment of the present invention has a greater cooling action than the refrigeration circuit having a conventional capillary, and a refrigeration circuit with a conventional expansion valve It can be seen that the cooling capacity is almost the same. On the other hand, when the compressor is in the range of the high speed rotation speed, the refrigerating circuit according to the present invention has an appropriate cooling capacity located between the respective cooling capacities according to the refrigerating circuits having expansion valves or capillaries of the prior art.

제4도에서 도시된 제어장치(21)의 변형예로서, 냉동회로의 응축기(11)의 출구측에서 냉매의 온도와 압력을 감지하는 센서로부터 보내오는 검출신호에 따라서 동작하는 제어장치를 구성할 수가 있다. 더욱이, 다이어프램(215)은 벨로우즈로 교체될 수 있고, 또한 오리피스(223) 역시 동일한 기능을 갖는 고정 트로틀밸브 기구 등과 같은 모세관으로 교체될 수 있다.As a modification of the control device 21 shown in FIG. There is a number. Moreover, the diaphragm 215 may be replaced with a bellows, and the orifice 223 may also be replaced with a capillary tube such as a fixed throttle valve mechanism or the like having the same function.

본 발명의 바람직한 일실시예가 상세하게 설명되었지만, 이것은 단지 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명이 이에 한저되어지는 것은 결코 아니다. 다른 변형과 수정이 본 발명의 범주내에서 쉽게 이루어질 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail, this is only one embodiment, and the present invention is in no way limited thereto. It will be readily understood by those skilled in the art that other variations and modifications can be readily made within the scope of the present invention.

Claims (3)

압축기, 응축기, 증발기, 및 축압기를 포함하고 있으며, 상기 압축기로부터 방출된 냉매가 상기 응축기와 상기 증발기 그리고 상기 축압기를 통해서 유동한 후에 상기 압축기의 흡입구로 복귀하도록 구성되어 있는 냉동회로에 있어서, 상기 응축기의 출구측에서의 냉매의 과냉각 값을 검출하여 냉매의 유량을 제어하도록 상기 응축기의 출구측에 배열되어 있는 과냉각 제어밸브수단과, 그리고 상기 증발기로 흘러들어가는 상기 냉매의 유량변화를 조절하도록 상기 과냉각 제어밸브수단에 직접적으로 연결된 고정 트로틀밸브수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동회로.A refrigeration circuit comprising a compressor, a condenser, an evaporator, and a accumulator, wherein the refrigerant discharged from the compressor is configured to return to the inlet of the compressor after flowing through the condenser, the evaporator, and the accumulator, A supercooling control valve means arranged at an outlet side of the condenser to detect a supercooling value of the refrigerant at the outlet side of the condenser and to control the flow rate of the refrigerant, and the supercooling control to adjust a flow rate change of the refrigerant flowing into the evaporator; And a fixed throttle valve means connected directly to the valve means. 제1항에 있어서, 상기 과냉각 제어밸브수단이 상기 고정 트로틀벨브수단과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동회로.The refrigerating circuit according to claim 1, wherein said subcooling control valve means is integrally formed with said fixed throttle valve means. 제1항에 있어서, 상기 과냉각 제어밸브수단은 상기 응축기의 출구측에서의 냉매의 압력 및 온도를 검출하는 검출센서로부터 보내오는 전기적 신호에 따라서 작동되는 것을 특징으로 하는 냉동회로.The refrigerating circuit according to claim 1, wherein the subcooling control valve means is operated in accordance with an electrical signal sent from a detection sensor that detects a pressure and a temperature of a refrigerant at an outlet side of the condenser.
KR1019870008008A 1986-07-23 1987-07-23 Refrigeration circuit KR960002567B1 (en)

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