WO2016133304A1 - 액체원심펌프를 이용한 냉동시스템 - Google Patents

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김봉석
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration system using a liquid centrifugal pump, and more particularly, the refrigerant gas temperature at the discharge side is higher than or equal to a predetermined temperature in the process of sucking the refrigerant gas of low temperature and low pressure from the compressor of the refrigeration system and compressing and discharging it at high temperature and high pressure.
  • the present invention relates to a refrigerant system capable of extending the service life of the compressor by preventing the compressor from overheating and oil carbonization.
  • the compressor 100 which sucks the refrigerant gas of low temperature and low pressure, compresses and discharges it at high temperature and high pressure, and condenses the refrigerant gas of high temperature and high pressure discharged from the compressor at low temperature and low pressure.
  • the gas 400 and the vaporized refrigerant discharged from the expansion valve has a configuration of an evaporator 500 for discharging the low-temperature low-pressure refrigerant gas evaporated in a gaseous state by the heat exchange action with an external heat exchange medium. It includes an oil separator 600 for recovering the oil discharged along with the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 100 to return to the compressor 100 There is a castle.
  • the conventional refrigeration system as described above, in the compressor 100 that sucks the low-temperature low-pressure refrigerant gas discharged from the evaporator 500, the refrigerant gas temperature when the low-temperature low-pressure refrigerant gas is compressed and discharged to high temperature and high pressure It is known that is usually discharged by rising to 100 °C or more, if the refrigerant gas temperature of the high temperature and high pressure discharged to the compressor 100 is 100 °C or more, the phenomenon that the compressor 100 itself is overheated appear Therefore, a phenomenon in which the mixed oil of the refrigerant gas is carbonized appears, and when the carbonized material of the oil accumulates on the refrigerant gas discharge side of the compressor 100, not only the smooth discharge of the refrigerant gas is performed, but also the compressor 100 ) The overheating phenomenon itself occurs more quickly, which causes mechanical parts such as bearings of the compressor 100 to wear out quickly. It is pointed out as a problem that the phenomenon occurs that the service life of the compressor 100 is shortened.
  • the fan 700 is mounted on the discharge side of the main body to cool the main body refrigerant discharge side of the compressor 100, and thus the main body refrigerant discharge side of the compressor 100 is provided.
  • a method of cooling the air to the air has been introduced, the cooling effect on the main body refrigerant discharge side is not very large as the action of blowing air to the main body refrigerant discharge side of the compressor 100 using the fan 700.
  • the bypass line 800 is connected between the receiver 300 and the expansion valve 400 and the expansion valve 900 is mounted on the bypass line 800.
  • the introduction of a method of directly supplying the refrigerant in the mist state to the refrigerant suction side of the compressor (100) through the expansion valve (900) installed in the bypass line (800) of the liquid refrigerant gas discharged from the air (300) is because the refrigerant gas sucked into the refrigerant suction side of the compressor 100 is mixed with the refrigerant discharged from the evaporator 500, the refrigerant supplied in the fog state from the expansion valve 900 of the bypass line 800 Since it is sucked into the compressor 100, it is pointed out as a problem that the effect of improving the efficiency of the refrigeration system can not be expected.
  • the present invention has been proposed in order to solve all the problems shown in the prior art, it is possible to improve the efficiency of the refrigeration system while preventing the compressor of the refrigeration system from overheating to extend the service life of the compressor. It is invented for the purpose of providing a refrigeration system.
  • the present invention as a means for pursuing the above object,
  • a refrigeration system having components of a compressor, a condenser, a receiver, an expansion valve, and an evaporator
  • the liquid centrifugal pump is installed between the receiver and the expansion valve,
  • the outlet line of the receiver is connected to the inlet of the liquid centrifugal pump, and the inlet line of the expansion valve is connected to the outlet of the liquid centrifugal pump, and the receiver line is connected to the inlet line of the expansion valve and the refrigerant discharge side of the compressor. It is characterized in that the bypass line for supplying a part of the liquid refrigerant to be discharged to the refrigerant discharge side of the granulator.
  • bypass line may be opened when the temperature of the refrigerant gas discharged to the refrigerant discharge side of the compressor is 60 ° C. or higher so that a part of the refrigerant gas discharged from the outlet of the liquid centrifugal pump is supplied to the refrigerant discharge side of the compressor.
  • a check valve for preventing the refrigerant gas discharged to the refrigerant discharge side of the compressor from flowing back to the bypass line.
  • the mechanical parts of the compressor such as bearings, are quickly worn out and at the same time, the oil is prevented from being carbonized to significantly extend the service life of the compressor.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a refrigeration system for explaining the present invention
  • 2 to 4 is a circuit diagram of a conventional refrigeration system circuit
  • Reference numeral 1 denotes a liquid pressur amplification pump (LPA-pump) (1), wherein the liquid centrifugal pump (1) is installed in a refrigeration system and is used for the refrigerant gas compressed at high temperature and high pressure in the compressor (2). It lowers the temperature to prevent the compressor 1 from overheating while improving the refrigeration efficiency.
  • LPA-pump liquid pressur amplification pump
  • the refrigeration system is a compressor (2) for compressing the low-temperature low-pressure gas refrigerant to high temperature and high pressure, and the high-temperature high-pressure refrigerant gas discharged to the outlet line 21 of the compressor (2) to condense into a low-temperature low-pressure liquid refrigerant Condenser (3), the receiver (4) for temporarily storing the low-temperature low-pressure liquid refrigerant discharged to the outlet line (31) of the condenser (3), and the outlet line (41) of the receiver (4) Expansion valve (5) for rapidly expanding the discharged liquid refrigerant, and the evaporator (6) for evaporating the refrigerant in the mist state discharged through the outlet line 51 of the expansion valve (5) by the heat exchange action with the heat exchange medium Equipped with a component of.
  • the gas refrigerant evaporated by the heat exchange medium and the heat exchange medium in the evaporator 6 is discharged through the outlet line 51 and sucked to the refrigerant suction side 2a through the inlet line 22 of the compressor 2,
  • the high temperature and high pressure refrigerant gas discharged to the outlet line 21 of the compressor 2 is configured to flow into the condenser 3 through the inlet line 32 of the condenser 3 via the oil separator 7.
  • the oil separator 7 is configured to repeat the action of filtering the oil contained in the refrigerant gas in the gas state discharged in a compressed state at high temperature and high pressure from the compressor 2 to be introduced into the compressor 2.
  • the outlet line 21 of the compressor 2 is provided with a check valve 23 to prevent the refrigerant gas discharged from the compressor 2 from flowing back.
  • the inlet 11 of the liquid centrifugal pump (1) is connected to the outlet line 41 of the receiver 4, the outlet 12 of the liquid centrifugal pump (1) expansion valve
  • the inlet line 52 of the expansion valve 5 is connected, and the bypass line 8 is connected to the inlet line 52 of the expansion valve 5 and the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2.
  • Part of the refrigerant gas discharged from the machine 4 is supplied to the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2 through the bypass line 8 to be mixed with the refrigerant gas in the gas state compressed at high temperature and high pressure.
  • the temperature of the refrigerant gas discharged to the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2 is lowered to 60 ° C. or lower.
  • the bypass line 8 is opened and discharged to the outlet 12 of the liquid centrifugal pump 1.
  • a portion of the refrigerant gas is introduced into the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2, and when the refrigerant gas discharged to the refrigerant discharge side 2b is 60 ° C or lower, it is closed and the outlet of the liquid centrifugal pump 1
  • the solenoid valve 81 which causes the refrigerant gas discharged from 12) to flow to the expansion valve 5 side, and the refrigerant gas discharged to the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2 flows back to the bypass line 8.
  • a check belt 82 is installed to prevent this.
  • the liquid centrifugal pump 1 pumps the liquid refrigerant gas discharged to the discharge line 41 of the receiver 4 and discharges it to the outlet 12, which is compressed at a high temperature and high pressure in the compressor 2 of the refrigeration system.
  • the solenoid valve 81 installed in the bypass line 8 is opened to operate the liquid centrifugal pump 1.
  • a part of the liquid refrigerant gas discharged to the outlet 12 of the () is supplied to the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2 through the bypass line 8.
  • the liquid refrigerant gas flowing into the inlet 11 by the pumping operation of the liquid centrifugal pump 1 is condensed at low temperature and low pressure in the condenser 3 and temporarily stored in the receiver 4 through the outlet line 31. Since the liquid is discharged through the outlet line 41, the liquid refrigerant gas flowing into the inlet 11 of the liquid centrifugal pump 1 has a temperature of 30 ° C. to 40 ° C., while the compressor 2 has a high temperature and high pressure.
  • the temperature of the refrigerant gas in the gaseous state compressed to the gas discharged to the refrigerant discharge side 2b is 100 ° C or higher.
  • the liquid refrigerant gas supplied to the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2 through the bypass line 8 is compressed to high temperature and high pressure in the compressor 2 and discharged to the refrigerant discharge side 2b or higher. Since the gas is mixed with the gas, the refrigerant gas discharged to the refrigerant discharge side 2b is inevitably low. At this time, the temperature of the refrigerant gas discharged from the refrigerant discharge side 2b of the compressor 2 to the outlet line 21 is increased. Since the solenoid valve 81 is kept open when it is 60 degreeC or more, some of the liquid refrigerant gas discharged to the outlet 12 of the liquid centrifugal pump 1 continues to discharge the refrigerant 2 of the compressor 1 2b.
  • the temperature of the refrigerant gas discharged to the outlet line 21 from the refrigerant discharge side (2b) of the compressor (2) Is below 60 °C
  • the efficiency of condensing the refrigerant gas in the gaseous state into the liquid refrigerant gas of low temperature and low pressure in the condenser 3 is improved, and the gas refrigerant evaporated by heat exchange with the heat exchange medium in the evaporator 6 of the refrigeration system is a compressor.
  • the inlet line (2) of the (2) is to be sucked into the refrigerant suction side (2a) the total amount is thereby improving the freezing efficiency of the refrigeration system.
  • the present invention provides a liquid centrifugal pump (1) between the outlet line (41) of the receiver (4) of the refrigeration system and the inlet line (52) of the expansion valve (5). Since the temperature of the refrigerant gas discharged to the outlet line 21 of 2) can be lowered to 60 ° C. or less, the condensation efficiency of the condenser 3 can be increased, and the outlet line 61 of the evaporator 6 can be improved. The refrigerant gas in the gas state discharged to the gas is sucked to the refrigerant suction side 2a of the compressor 1 so that the refrigeration efficiency of the refrigeration system can be greatly improved.
  • solenoid valve 82 check valve

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Abstract

본 발명은 액체원심펌프를 이용한 냉동시스템에 관한 것으로, 압축기, 응축기, 수액기, 팽창밸브, 증발기의 구성요소를 구비하고 있는 냉동시스템에 있어서, 상기 수액기와 팽창밸브 사이에 액체원심펌프를 설치하되, 상기 액체원심펌프의 입구에는 수액기의 출구라인이 연결되게 하고, 상기 액체원심펌프의 출구에는 팽창밸브의 입구라인이 연결되게 하며, 상기 팽창밸브의 입구라인과 상기 압축기의 냉매토출측에는 수액기에서 토출되는 액상냉매 일부를 입축기의 냉매토출측으로 공급하기 위한 바이패스라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

액체원심펌프를 이용한 냉동시스템
본 발명은 액체원심펌프를 이용한 냉동시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동시스템의 압축기에서 저온저압의 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 토출하는 과정에서 토출측의 냉매가스 온도가 일정온도 이상으로 상승하지 못하도록 함으로써 압축기의 과열현상과 오일의 탄화현상이 나타나지 않도록 하여 압축기의 사용수명을 연장시킬 수 있도록 하는 냉매시스템에 관한 것이다.
일반적으로 냉동시스템의 냉동싸이클은 도 2의 도시와 같이 저온저압의 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 토출하는 압축기(100)와, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가스를 저온저압으로 응축하여 액상으로 토출하는 응축기(200)와, 상기 응축기에서 토출되는 저온저압의 액상냉매를 저장하는 수액기(300)와, 상기 수액기에서 토출하는 액상냉매를 급속하게 팽창시켜서 안개상태로 토출하는 팽창가스(400) 및 상기 팽창밸브에서 토출하는 안개상태의 냉매를 외부의 열교환매체와의 열교환작용으로 기체상태로 증발되는 저온저압의 냉매가스를 토출하는 증발기(500)의 구성으로 되어 있으며, 또한 상기 압축기(100)에서 토출되는 고온고압의 냉매가스와 함께 토출되는 오일을 회수하여 압축기(100)로 되돌려주는 유분리기(600)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
그러나, 상기와 같은 기존의 냉동시스템은, 상기 증발기(500)에서 토출되는 저온저압의 냉매가스를 흡입하는 압축기(100)에서는 저온저압의 냉매가스를 고온고압으로 압축하여 토출시킬 때의 냉매가스 온도가 통상 100℃ 이상으로 상승되어 토출되고 있는 것으로 알려져 있는바, 이와 같이 상기 압축기(100)에 토출되는 고온고압의 냉매가스 온도가 100℃ 이상일 경우에는 압축기(100)의 자체가 과열되는 현상이 나타나게 되므로 냉매가스의 혼합되어 있는 오일이 탄화되는 현상이 나타나게 되며, 이렇게 오일의 탄화물질이 상기 압축기(100)의 냉매가스 토출측에 쌓이게 되면 냉매가스의 원활한 토출이 이루어지지 않게 될 뿐 아니라 상기 압축기(100) 자체가 과열되는 현상이 더욱 빠르게 나타나게 되며, 이로 인해 압축기(100)의 베어링 등 기계부품이 빨리 마모되는 현상이 나타나 압축기(100)의 사용수명이 짧아지게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.
따라서 종래에는 상이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 3의 도시와 같이 압축기(100)의 본체 냉매토출측을 냉각시키기 위하여 본체의 토출측에 팬(700)을 장착하는 구조로서 압축기(100)의 본체 냉매토출측을 공기로 냉각시키는 방안이 소개된 바 있지만, 상기 팬(700)을 이용하여 압축기(100)의 본체 냉매토출측에 바람을 불어주는 작용으로는 상기한 본체 냉매토출측의 냉각효과가 그다지 크지 않을 뿐 아니라 오히려 팬(100)을 작동시키는 전기에너지의 소모가 크고 또 상기 팬(100)을 장착하는데 소요되는 비용으로 인해 압축기(100)를 구입하는 가격이 비싸지는 등 경제적으로 부담이 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.
또한 도 4의 도시와 같이 수액기(300)와 팽창밸브(400) 사이에 바이패스라인(800)을 연결하고 상기 바이패스라인(800)에 팽창밸브(900)을 장착하는 구조로서, 상기 수액기(300)에서 토출되는 액상의 냉매가스 일부를 바이패스라인(800)에 설치되어 있는 팽창밸브(900)를 통해 안개상태의 냉매를 압축기(100)의 냉매흡입측에 직접 공급하는 방안이 소개된 바 있으나, 이는 상기 압축기(100)의 냉매흡입측으로 흡입되는 냉매가스는 증발기(500)에서 토출되는 냉매에 바이패스라인(800)의 팽창밸브(900)에서 안개상태로 공급되는 냉매가 혼합되어 압축기(100)로 흡입되는 것이기 때문에 냉동시스템의 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 없다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 냉동시스템의 압축기가 과열되는 것을 방지하여 상기 압축기의 사용수명을 연장시킬 수 있도록 하면서 냉동시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 냉동시스템을 제공할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,
압축기, 응축기, 수액기, 팽창밸브, 증발기의 구성요소를 구비하고 있는 냉동시스템에 있어서,
상기 수액기와 팽창밸브 사이에 액체원심펌프를 설치하되,
상기 액체원심펌프의 입구에는 수액기의 출구라인이 연결되게 하고, 상기 액체원심펌프의 출구에는 팽창밸브의 입구라인이 연결되게 하며, 상기 팽창밸브의 입구라인과 상기 압축기의 냉매토출측에는 수액기에서 토출되는 액상냉매 일부를 입축기의 냉매토출측으로 공급하기 위한 바이패스라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이패스라인에는 상기 압축기의 냉매토출측으로 토출되는 냉매가스의 온도가 60℃ 이상일 때에는 개방되어 상기 액체원심펌프의 출구에서 토출되는 냉매가스의 일부가 압축기의 냉매토출측으로 공급되도록 하는 전자밸브와 상기 압축기의 냉매토출측으로 토출되는 냉매가스가 바이패스라인으로 역류하지 못하도록 하는 체크밸브가 장설되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 냉동시스템의 압축기의 과열을 방지하여 베어링 등과 같은 압축기의 기계부품이 빨리 마모되는 현상을 방지함과 동시에 오일이 탄화되는 것을 방지하여 압축기의 사용수명을 현저하게 연장시킬 수 있도록 하는 효과가 있으며, 또한 종래 기술과 같이 별도의 팬이나 오일쿨러 등의 설비를 설치하지 않고도 냉동효율을 향상시킬 수 있는 경제적인 냉동시스템을 제공할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉동시스템의 회로 구성도
도 2 내지 도 4는 종래 기술의 냉동시스템 회로 구성도
본 발명에 의한 액체원심펌프를 이용한 냉동시스템에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면부호 1은 액체원심펌프(Liquid Pressur Amplification Pump : LPA-pump)(1)를 나타내는 것으로, 상기 액체원심펌프(1)는 냉동시스템에 설치되어 압축기(2)에서 고온고압으로 압축되는 냉매가스의 온도를 떨어뜨려 상기 압축기(1)가 과열되는 것을 방지하면서 냉동효율이 향상되게 하는 작용을 한다.
상기 냉동시스템은 저온저압의 기체냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)의 출구라인(21)으로 토출되는 고온고압의 냉매가스를 응축하여 저온저압의 액상냉매로 변환시키는 응축기(3)와, 상기 응축기(3)의 출구라인(31)으로 토출되는 저온저압의 액상냉매를 일시 저장하는 수액기(4)와, 상기 수액기(4)의 출구라인(41)으로 토출되는 액상냉매를 급속하게 팽창시키는 팽창밸브(5)와, 상기 팽창밸브(5)의 출구라인(51)을 통해 토출되는 안개상태의 냉매를 열교환매체와의 열교환작용으로 증발시키는 증발기(6)의 구성요소를 구비하고 있다.
상기 증발기(6)에서 열교환매체와 열교환작으로 증발되는 기체냉매는 출구라인(51)을 통해 토출되어 상기 압축기(2)의 입구라인(22)을 통해 냉매흡입측(2a)으로 흡입되는 것이며, 또한 상기 압축기(2)의 출구라인(21)으로 토출되는 고온고압의 냉매가스는 유분리기(7)를 거쳐 응축기(3)의 입구라인(32)을 통해 상기 응축기(3)로 유입되도록 구성되어 있으며, 상기 유분리기(7)는 압축기(2)에서 고온고압으로 압축된 상태로 토출되는 기체상태의 냉매가스에 포함되어 있는 오일을 여과하여 압축기(2)로 유입되게 하는 작용을 반복하도록 구성되어 있으며, 상기 압축기(2)의 출구라인(21)에는 압축기(2)에서 토출되는 냉매가스가 역류하지 못하도록 하는 체크밸브(23)가 설치되어 있다.
본 발명의 특징은, 상기 액체원심펌프(1)의 입구(11)에는 수액기(4)의 출구라인(41)이 연결되도록 하며, 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12)에는 팽창밸브(5)의 입구라인(52)이 연결되도록 하고, 상기 팽창밸브(5)의 입구라인(52)과 상기 압축기(2)의 냉매토출측(2b)에는 바이패스라인(8)을 연결하여 상기 수액기(4)에서 토출되는 냉매가스의 일부가 상기 바이패스라인(8)을 통해서 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 공급되어 고온고압으로 압축된 기체상태의 냉매가스에 혼합되도록 하는 구성으로 상기 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 토출되는 냉매가스의 온도가 60℃ 이하로 낮아지도록 한 것에 있다.
또한 상기 바이패스라인(8)에는 압축기(2)의 냉매토출측(2b)에서 토출되는 냉매가스의 온도가 60℃ 이상의 온도일 경우에는 개방되어 액체원심펌프(1)의 출구(12)로 토출되는 냉매가스의 일부가 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 유입되도록 하는 한편, 상기 냉매토출측(2b)으로 토출되는 냉매가스가 60℃ 이하일 경우에는 폐쇄되어 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12)에서 토출되는 냉매가스 전량이 팽창밸브(5)측으로 흐르도록 하는 전자밸브(81)와, 상기 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 토출되는 냉매가스가 바이패스라인(8)으로 역류하지 못하도록 하는 체크밸트(82)가 설치되어 있다.
한편, 냉동시스템이 정상적으로 작동될 때에는 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12)에서 토출되는 냉매가스의 대부분(80∼90% 정도)은 팽창밸브(5)를 통해 증발기(6)로 공급되도록 구성되어 있으며, 일부(10∼20% 정도)의 냉매가스가 바이패스라인(8)을 통해 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 공급되도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.
상기 액체원심펌프(1)는 수액기(4)의 토출라인(41)으로 토출되는 액상의 냉매가스를 펌핑하여 출구(12)로 토출시키게 되는데, 냉동시스템의 압축기(2)에서 고온고압으로 압축된 냉매가스를 출구라인(21)으로 토출시킬 때의 냉매가스 온도가 70℃ 이상일 때에는 바이패스라인(8)에 설치되어 있는 전자밸브(81)가 개방작동되며, 이에 따라 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12)로 토출되는 액상의 냉매가스 일부가 바이패스라인(8)을 통해 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 공급된다.
상기 액체원심펌프(1)의 펌핑작동에 의해 입구(11)로 유입되는 액상의 냉매가스는 응축기(3)에서 저온저압으로 응축되어 출구라인(31)을 통해 상기 수액기(4)에 일시 저장되었다가 출구라인(41)을 통해 토출되는 것이므로, 상기 액체원심펌프(1)의 입구(11)로 유입되는 액상의 냉매가스는 30∼40℃ 온도인 반면에, 상기 압축기(2)에서 고온고압으로 압축되어 냉매토출측(2b)으로 토출되는 기체상태의 냉매가스의 온도는 100℃ 이상이다. 따라서 상기 바이패스라인(8)을 통해 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 공급되는 액상의 냉매가스는 압축기(2)에서 고온고압으로 압축되어 냉매토출측(2b)으로 토출되는 100℃ 이상의 냉매가스에 혼합되는 상태가 되므로 결국 상기 냉매토출측(2b)으로 토출되는 냉매가스는 낮아질 수밖에 없게 되는데, 이때 압축기(2)의 냉매토출측(2b)에서 출구라인(21)으로 토출되는 냉매가스의 온도가 60℃ 이상일 때에는 전자밸브(81)가 개방작동된 상태를 유지하게 되므로 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12)로 토출되는 액상의 냉매가스 일부는 계속하여 압축기(1)의 냉매토출측(2b)으로 공급되므로 결국 상기 냉매토출측(2b)으로 토출되는 냉매가스는 60℃ 이하로 낮아지게 되며, 이와 같이 압축기(2)의 냉매토출측(2b)에서 출구라인(21)으로 토출되는 냉매가스의 온도가 60℃ 이하일 경우에는 응축기(3)에서 기체상태의 냉매가스를 저온저압의 액상 냉매가스로 응축시키는 효율이 좋아지게 되며, 또한 냉동시스템의 증발기(6)에서 열교환매체와의 열교환작용으로 증발되는 기체냉매는 압축기(2)의 입구라인(22)을 통해 전량 냉매흡입측(2a)으로 흡입되게 되므로 이에 따라 냉동시스템의 냉동효율이 향상되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 냉동시스템의 수액기(4)의 출구라인(41)과 팽창밸브(5)의 입구라인(52) 사이에 액체원심펌프(1)를 설치하는 구성으로 상기 압축기(2)의 출구라인(21)으로 토출되는 냉매가스의 온도를 60℃ 이하로 낮출 수 있게 되므로 상기 응축기(3)의 응축효율을 높일 수 있는 것이며, 또한 상기 증발기(6)의 출구라인(61)으로 토출되는 기체상태의 냉매가스는 전량 압축기(1)의 냉매흡입측(2a)으로 흡입되도록 함으로써 냉동시스템의 냉동효율을 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
(부호의 설명)
1 : 액체원심펌프 11 : 입구
12 : 출구 2 : 압축기
2a : 냉매흡입측 2b : 냉매토출측
3 : 응축기 4 : 수액기
5 : 팽창밸브 6 : 증발기
7 : 유분리기 8 : 바이패스라인
81 : 전자밸브 82 : 체크밸브

Claims (1)

  1. 압축기(2), 응축기(3), 수액기(4), 팽창밸브(5), 증발기(6)의 구성요소를 구비하고 있으며, 상기 수액기와 팽창밸브 사이에는 액체원심펌프(1)가 설치되어 있되, 상기 액체원심펌프(1)의 입구(11)에는 수액기(4)의 출구라인(41)이 연결되고, 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12)에는 팽창밸브(5)의 입구라인(52)이 연결되도록 구성되는 냉동시스템에 있어서,
    상기 팽창밸브(5)의 입구라인(52)과 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12) 사이에는 액체원심펌프에서 펌핑되는 액상냉매 일부를 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 공급하기 위한 바이패스라인(8)이 연결되어 있으며, 상기 바이패스라인(8)에는 상기 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 토출되는 냉매가스의 온도가 60℃ 이상일 때에는 개방되어 상기 액체원심펌프(1)의 출구(12)에서 토출되는 냉매가스의 일부가 압축기(2)의 냉매토출측(2b)으로 공급되도록 하는 전자밸브(81)와 상기 압축기의 냉매토출측으로 토출되는 냉매가스가 바이패스라인(8)으로 역류하지 못하도록 하는 체크밸브(82)가 장설되어 있는 것을 특징으로 하는 액체원심펌프를 이용한 냉동시스템.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220075479A (ko) 2020-11-30 2022-06-08 김봉석 냉동장치의 양방향 액열기
KR20230059970A (ko) 2021-10-27 2023-05-04 김봉석 냉동싸이클의 수액기 및 수액기의 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2624767B2 (ja) * 1988-04-20 1997-06-25 株式会社日立製作所 冷凍装置
KR20120077571A (ko) * 2010-12-30 2012-07-10 롯데알미늄 주식회사 압축기 과열방지 냉각시스템
JP2014234959A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 オリオン機械株式会社 温度調整装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2624767B2 (ja) * 1988-04-20 1997-06-25 株式会社日立製作所 冷凍装置
KR20120077571A (ko) * 2010-12-30 2012-07-10 롯데알미늄 주식회사 압축기 과열방지 냉각시스템
JP2014234959A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 オリオン機械株式会社 温度調整装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHAPLIN, STEVE.: "The Quiet Revolution in Chillers''.", CIBSE JOURNAL., July 2009 (2009-07-01), pages 49 - 52 *
HY-SAVE TECHNOLOGIES.: "Refrigeration System with Liquid Pressure Amplification (LPA)''.", 28 May 2014 (2014-05-28), Retrieved from the Internet <URL:http://web,archive.org/web/20140528060449/http://www.hysave.com/technology/floating-head-pressures/lpa-circuit-diagram> *

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