WO2017115919A1 - 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치 - Google Patents

냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2017115919A1
WO2017115919A1 PCT/KR2016/002538 KR2016002538W WO2017115919A1 WO 2017115919 A1 WO2017115919 A1 WO 2017115919A1 KR 2016002538 W KR2016002538 W KR 2016002538W WO 2017115919 A1 WO2017115919 A1 WO 2017115919A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
quench
valve
refrigeration
evaporator
freezing
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/002538
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박진섭
이상훈
Original Assignee
주식회사 신진에너텍
박진섭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 신진에너텍, 박진섭 filed Critical 주식회사 신진에너텍
Publication of WO2017115919A1 publication Critical patent/WO2017115919A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/02—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration, freezing and quench storage device.
  • refrigeration refers to a state in which the object to be stored is cold enough
  • refrigeration refers to a state in which the object is frozen
  • quenching refers to rapidly freezing the object in a short time, for example, refrigeration is 0 to 10 ° C.
  • refrigeration can be operated in the range of -20 to 0 °C
  • quenching is in the range of -40 to -20 °C.
  • the storage device has only a freezing and quenching function, there is no refrigeration function, there was a limit to the fresh storage of various storage objects.
  • An object of the present invention is to provide a refrigeration, freezing and quenching storage device that can be stored by refrigeration, freezing and quenching the object to be stored without applying an expensive two-stage compressor.
  • Refrigeration, freezing and quenching storage device comprises a compressor consisting of a first condenser, a second condenser and a third compressor connected in parallel; A condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressors; A quench chamber evaporator capable of evaporating a refrigerant via the condenser to provide quenching to the quench chamber; A freezer compartment evaporator capable of evaporating the refrigerant via the condenser to provide freezing to the freezer compartment; A refrigerator compartment evaporator capable of evaporating the refrigerant passing through the condenser to provide refrigeration to the refrigerator compartment; An evaporator pressure regulating valve (EPR) disposed between the freezer compartment evaporator and the compressors; A refrigerator compartment side evaporation pressure control valve disposed between the refrigerator compartment evaporator and the compressors; And a quenching chamber side evaporation pressure control valve disposed between the quenching chamber evaporator and
  • EPR evapor
  • a refrigerating, freezing and quenching storage device comprising: compressors comprising a first condenser, a second condenser, and a third compressor connected in parallel to a refrigerating, freezing and quenching storage device; A condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressors; A quench chamber evaporator capable of evaporating a refrigerant via the condenser to provide quenching to the quench chamber; A freezer compartment evaporator capable of evaporating the refrigerant via the condenser to provide freezing to the freezer compartment; A refrigerator compartment evaporator capable of evaporating the refrigerant passing through the condenser to provide refrigeration to the refrigerator compartment; A freezing chamber side evaporation pressure control valve disposed between the freezing chamber evaporator and the compressors; A refrigerator compartment side evaporation pressure control valve disposed between the refrigerator compartment evaporator and the compressors; And a quenching
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a refrigeration, freezing and quenching storage device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a graph for showing a detailed control method for solving the refrigerant accumulation phenomenon in the refrigerating, freezing and quench storage device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a graph showing the experimental data for the detailed control method for solving the refrigerant accumulation phenomenon in the refrigeration, freezing and quench storage device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a refrigeration, freezing and quenching storage device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is to solve the refrigerant accumulation phenomenon in the refrigeration, freezing and quenching storage device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a graph for showing a detailed control method for
  • Figure 3 is a graph showing the experimental data for the detailed control method for solving the refrigerant accumulation phenomenon in the refrigerating, freezing and quench storage device according to an embodiment of the present invention.
  • the refrigerating, freezing and quenching storage device 100 is a compressor 110, 111, 112, condenser 120, quench chamber evaporator 130, freezer compartment evaporator 140, a refrigerator compartment evaporator 150, a freezer compartment side evaporation pressure control valve 144, a refrigerator compartment side evaporation pressure control valve 154, and a quench compartment side evaporation pressure control valve 135.
  • the refrigerating, freezing and quenching storage device 100 has a refrigerating chamber together with the freezer and the quenching chamber.
  • the compressors 110, 111, and 112 are composed of a first compressor 110, a second compressor 111, and a third compressor 112 connected in parallel, and a general single stage compressor is used instead of the two stage compressor. .
  • the condenser 120 condenses the refrigerant compressed in the compressors 110, 111, and 112.
  • the quenching chamber evaporator 130 may be installed in the quenching chamber to evaporate the refrigerant passing through the condenser 120 to provide quenching to the quenching chamber.
  • the freezer compartment evaporator 140 is installed in the freezer compartment, and may evaporate the refrigerant via the condenser 120 to provide freezing to the freezer compartment.
  • the refrigerating compartment evaporator 150 is installed in the refrigerating compartment and may evaporate the refrigerant passing through the condenser 120 to provide refrigeration in the refrigerating compartment.
  • a receiver 101 and an intermediate cooler 102 are installed on the pipe from the condenser 120 to the evaporators 130, 140, and 150.
  • the receiver 101 absorbs the change in the amount of refrigerant according to the load variation in the evaporators 130, 140, and 150 so as to facilitate operation, and thus the refrigerant liquid of the high temperature and high pressure liquefied in the condenser 120. To temporarily save it.
  • the intermediate cooler 102 is a heat exchanger for intermediate cooling.
  • the intermediate cooler 102 may circulate some of the refrigerant back to the compressors 110, 111, and 112 in the intermediate cooler 102.
  • Expansion valves 133, 141, and 151 are installed between the condenser 120 and the intermediate cooler 102 and the evaporators 130, 140, and 150 to expand the condensed refrigerant.
  • the expansion valves 133, 141, and 151 are quench chamber expansion quench expansion valves 133 and freezer compartment expansions installed in front of the quench chamber evaporator 130, the freezer compartment evaporator 140, and the refrigerating chamber evaporator 150, respectively. And a valve 141 and a refrigerating chamber side expansion valve 151.
  • a quench chamber side refrigeration expansion valve 131 is further installed in a separate line in front of the quench chamber evaporator 130.
  • the quench chamber side refrigeration expansion valve 131 is operated to a predetermined quench setting temperature, for example, a temperature before reaching -40 ° C., for example, ⁇ 20 ° C., and the quench chamber side quench expansion valve 133. ) Is operated until the quench set temperature is reached at a temperature below the quench set temperature, following the operation of the quench chamber side refrigeration expansion valve 131.
  • the quench chamber side quench cutoff valve 134 and the quench chamber side quench cutoff valve 132 are respectively provided in front of the quench chamber side quench expansion valve 133 and the quench chamber side refrigeration expansion valve 131. Then, the quench compartment side quench cutoff valve 134 is closed and the quench compartment side refrigeration shutoff valve 132 opens to a constant temperature, for example, -20 ° C., which is an intermediate temperature of -40 ° C., which is a quench set temperature, and the quench compartment side refrigeration is opened.
  • the quenching room side quench shutoff valve 134 is opened and the quenching room side refrigeration shutoff valve 132 is closed, The quenching chamber side quench expansion valve 133 is operated so that quenching is performed.
  • quenching is performed in the quenching chamber, and when the quenching chamber-side refrigeration expansion valve 131 is operated, freezing may be selectively performed in the quenching chamber.
  • Reference numerals 142 and 152 denote shutoff valves that can block refrigerant from entering the freezer compartment side expansion valve 141 and the refrigerating compartment side expansion valve 151, respectively.
  • the freezer compartment evaporator pressure regulating valve (EPR) 144 is disposed between the freezer compartment evaporator 140 and the compressors 110, 111, 112 and the refrigerator compartment side evaporator pressure regulating valve ( 154 is disposed between the refrigerating chamber evaporator 150 and the compressors 110, 111, and 112.
  • EPR freezer compartment evaporator pressure regulating valve
  • 154 is disposed between the refrigerating chamber evaporator 150 and the compressors 110, 111, and 112.
  • the compressors 110 may be used. Since the motors of the compressors 110, 111, and 112 may be damaged by overloading the motors of the compressors 110 and 111, the suction pressures of the compressors 110, 111, and 112 may be prevented from being increased above a preset value.
  • the quenching chamber side evaporation pressure control valve 135 is disposed between the quenching chamber evaporator 130 and the compressors 110, 111, 112, and maintains a constant pressure in the quenching chamber evaporator 130. It is a valve that makes temperature.
  • the present invention also has a refrigerating and cooling function. According to the refrigerating, freezing and quenching storage device 100 according to the components such as the compressor (110, 111, 112, etc.) is allowed to operate without excessive load.
  • a gas-liquid separator 103 is installed between the evaporators 130, 140, and 150 and the compressors 110, 111, and 112.
  • the refrigeration, freezing and quench storage device 100 includes a low pressure header valve 172, a high pressure header valve 171 and a two-stage operation valve 170.
  • the low pressure header valve 172 may open and close between the input ends of the first compressor 110 and the second compressor 111 and the input ends of the third compressor 112, and the high pressure header valve 171. ) May open and close between the output ends of the first compressor 110 and the second compressor 111 and the output ends of the third compressor 112.
  • the two-stage operation valve 170 may open and close between each output end of the first compressor 110 and the second compressor 111 and the input end of the third compressor 112.
  • each output terminal of the first compressor 110 and the second compressor 111 and the intermediate cooler 102 are connected to each other via the intermediate cooler 102 and then the third compressor 112.
  • the two-stage operation valve 170 is installed on the pipe connected to the input end side of the.
  • the first compressor 110 and the second compressor 111 are bundled together as one unit, and thus, the low stage, respectively.
  • the third compressor 112 may be operated as a high stage compressor separately from the first compressor 110 and the second compressor 111.
  • the low pressure header valve 172 and the high pressure header valve 171 is closed, the two-stage operation valve 170 ) Is opened, so that the first compressor 110 and the second compressor 111 can function as a low stage compressor, and the third compressor 112 can function as a high stage compressor.
  • the refrigerant compressed by the 110 and the second compressor 111 passes through the intermediate cooler 102, enters the third compressor 112, is compressed again, and then is directed to the condenser 120. Therefore, two-stage compression is possible without applying a separate two-stage compressor.
  • the low pressure header valve 172 and the high pressure header valve 171 is opened, the two-stage operation valve 170 By closing, the first compressor 110, the second compressor 111 and the third compressor 112 are each capable of functioning as a single-stage compressor, thereby the first compressor 110, the The refrigerant compressed in the second compressor 111 and the third compressor 112, respectively, is laminated and then directed to the condenser 120.
  • the refrigeration, freezing and quench storage device 100 includes a condensation waste heat recovery heat exchanger 163 and a condensation waste heat recovery tank 160.
  • the condensation waste heat recovery heat exchanger 163 recovers at least one of waste heat of the refrigerant directed from the compressors 110, 111, and 112 to the condenser 120 and waste heat generated in the refrigerant condensation process in the condenser 120. You can do it.
  • the condensation waste heat recovery heat exchanger 163 is a pipe extending from the compressors 110, 111, 112 to the condenser 120 and the condensation waste heat recovery tank 160. It is shown that this is heat exchanged.
  • the condensation waste heat recovery tank 160 receives waste heat recovered by the condensation waste heat recovery heat exchanger 163.
  • Numeral 161 is a defrost circulation pump for the refrigerant flow from the condensation waste heat recovery tank 160 toward the condensation waste heat recovery heat exchanger 163, reference numeral 162 prevents backflow in the pipe in which the defrost circulation pump is installed. For check.
  • the refrigerating, freezing and quenching storage device 100 includes a three-way valve 164 installed between the condensation waste heat recovery heat exchanger 163, the condensation waste heat recovery tank 160, the evaporator and the like.
  • the three-way valve 164 may use waste heat recovered by the condensation waste heat recovery heat exchanger 163 to defrost at least one of the quench chamber evaporator 130, the freezer compartment evaporator 140, and the refrigerating chamber evaporator 150. Or to adjust the waste heat recovered by the condensation waste heat recovery heat exchanger 163 to be accommodated in the condensation waste heat recovery tank 160.
  • the waste heat recovered from the condensation waste heat recovery heat exchanger 163 is directed to the evaporators 130, 140, 150.
  • defrosting may be performed in the evaporators 130, 140, and 150 by the condensation waste heat
  • the condensation waste heat recovery heat exchanger Waste heat recovered at 163 may be stored in the condensation waste heat recovery tank 160, and the three-way valve 164 may face the evaporators 130, 140, and 150 and the condensation waste heat recovery tank 160.
  • Defrost valves 165, 166, and 167 are installed in the quench chamber evaporator 130, the freezer compartment evaporator 140, and the refrigerating chamber evaporator 150, respectively, and the quench chamber evaporator 130 and the freezer compartment evaporator 140, respectively. And the defrost in the refrigerating chamber evaporator 150 may be selectively performed.
  • the refrigeration, freezing and quenching storage device 100 includes a quenching shutoff valve 180, a freezer compartment side check valve 143, and a refrigerating compartment side check valve 153.
  • the quench shutoff valve 180 may block the flow of refrigerant from the quench chamber evaporator 130 to the compressors 110, 111, and 112, and the quench shutoff valve 180 may be the quench chamber evaporator 130.
  • the quench is supplied from the quench chamber evaporator 130 to the quench chamber, and the output refrigerant is supplied to the freezer compartment evaporator 140 and the The refrigerant from the refrigerating chamber evaporator 150 is directed to the compressors 110, 111, and 112, and the quench shutoff valve 180 is connected to the compressors 110, 111, of the cooling chamber evaporator 130.
  • the quench is supplied from the quench chamber evaporator 130 to the quench chamber, and the output refrigerant passes through the check valves 143 and 153 through a separate pipe. Flowed into the refrigerating chamber evaporator 150 Evaporation of each the freezing chamber evaporator 140 and the refrigerating chamber evaporator 150, it is possible to be used.
  • the check valves 143 and 153 are configured to block the refrigerant flow from the quench chamber evaporator 130 to the compressors 110, 111, and 112 when the quench shutoff valve 180 stops. Supplying the quench to the quenching chamber in 130 and the output refrigerant is installed on the pipe flows toward the freezer compartment evaporator 140 and the refrigerating compartment evaporator 150, respectively, of the freezer compartment evaporator 140 and the refrigerating compartment evaporator 150 It is to prevent the refrigerant backflow between each input terminal and the output terminal of the quench chamber evaporator 130.
  • the freezing compartment side check valve 143 and the refrigerating compartment side check valve are supplied to the quenching chamber from the quenching chamber evaporator 130 and the output refrigerant flows toward the freezing compartment evaporator 140 and the refrigerating compartment evaporator 150.
  • Each front end of the 153 is provided with a refrigeration parallel valve 168 and a refrigerated parallel valve 169 that can open and close the corresponding pipe, respectively.
  • the low pressure header valve 172 when the refrigerating, freezing and quenching storage device 100 is operated in a quenching mode in which a quenching to the quenching chamber should be supplied together with the refrigerating and freezing compartments for the refrigerating compartment and the freezing compartment, the low pressure header valve 172 and the high pressure.
  • the header valve 171 is closed and the two-stage operation valve 170 is opened, so that the first compressor 110 and the second compressor 111 are low stage compressors, and the third compressor 112 is high stage. It acts as a compressor for two stages of compression.
  • the two-stage compressed refrigerant as described above is introduced into the condenser 120 after passing through the intermediate cooler 102, and then evaporated in each evaporator toward the evaporators 130, 140, and 150.
  • the quench cutoff valve 180 blocks the flow of the refrigerant from the quench chamber evaporator 130 to the compressors 110, 111, 112
  • the quench chamber evaporator 130 supplies quench to the quench chamber.
  • the output refrigerant flows into the freezer compartment evaporator 140 and the refrigerating compartment evaporator 150 through the check valves 143 and 153 through separate pipes, respectively, and the freezer compartment evaporator 140 and the refrigerator compartment evaporator 150, respectively. It can be used for evaporation at.
  • the refrigerant evaporated as described above is introduced into the compressors 110, 111, and 112 after passing through the gas-liquid separator 103.
  • the low pressure header valve 172 and the high pressure header valve 171 is opened, the two-stage operation valve 170 By closing, the first compressor 110, the second compressor 111 and the third compressor 112 each function as a single stage compressor, thereby performing single stage compression.
  • the refrigerant compressed as hard as described above is introduced into the condenser 120 after passing through the intermediate cooler 102, and then evaporated in each evaporator toward the evaporators 130, 140, and 150.
  • the quench cutoff valve 180 unblocks the flow of the refrigerant from the quench chamber evaporator 130 to the compressors 110, 111, and 112
  • the refrigerant circulated in the condenser 120 may be discharged.
  • the refrigerant flowed into the evaporators 130, 140, and 150, and the refrigerant output from the quench chamber evaporator 130, the freezer compartment evaporator 140, and the refrigerating chamber evaporator 150, respectively, are the compressors 110, 111, 112. Headed to).
  • the compressors 110, 111, and 112 configured as the first compressor 110, the second compressor 111, and the third compressor 112 to which the refrigerating, freezing, and quenching storage devices 100 are connected in parallel.
  • a freezer compartment evaporator 140 capable of evaporating the refrigerant via the condenser 120 to provide freezing to the freezer compartment;
  • a refrigerator compartment evaporator 150 capable of evaporating the refrigerant via the condenser 120 to provide refrigeration to the refrigerator compartment;
  • a freezer compartment side evaporation pressure control valve 144 disposed between the freezer compartment evaporator 140 and the compressors 110, 111, and 112;
  • the refrigerant passing through the quench chamber side refrigeration shutoff valve 132 should be flowed toward the quench chamber side quench shutoff valve 134, but the flow is not immediately converted due to the nature of the refrigerant, which is a gas, and the quench chamber side quench shutoff valve ( Refrigerant phenomena occur throughout the operation process of the refrigerating, freezing and quenching storage device 100, such as the refrigerant does not flow properly toward 134, the operation of the refrigerating, freezing and quenching storage device 100 is not properly performed You may not be able to.
  • a storage room temperature (the temperature of at least one of the freezing compartment and the refrigerating compartment temperature) is preset.
  • the state (a) of reaching a temperature higher than the predetermined temperature by a predetermined deviation all of the refrigeration parallel valve 168, the refrigeration parallel valve 169, and the quench chamber side refrigeration shutoff valve 132 are opened, and the quench chamber side The quench shutoff valve 134 is closed.
  • the quench compartment side quench shutoff valve 134 is opened in advance in a state before the store compartment temperature reaches the set temperature (above (b) state), so that the quench compartment side from before the store chamber temperature reaches the set temperature.
  • Refrigerant flow may gradually occur toward the quench expansion valve 133, and thus the point in time when the storage temperature, at which the quench chamber side quench expansion valve 133 should be operated, reaches a set temperature (upper (c) state).
  • the quench chamber quench expansion valve 133 may be properly operated, and thus quenching may be performed smoothly.
  • the quench chamber side refrigeration shutoff valve 132 remains closed and the quenching is performed.
  • the measured quench shutoff valve 134 opens the refrigerated parallel valve 168 and the refrigerated parallel valve 169 which are closed while maintaining the open state.
  • the above state (e) is the same as the above state (a), and the subsequent operation is a repetition of the states (a) to (d) described above.
  • the refrigeration parallel valve 168 and the refrigeration parallel valve 169 are opened in advance in a state before the storage temperature reaches the set temperature (the above (d) state) of the temperature value plus the deviation value.
  • the refrigerant flow can be gradually generated toward the freezing parallel valve 168 and the refrigeration parallel valve 169 before the storage temperature reaches the set temperature plus the deviation value, and thus the freezer compartment evaporator.
  • the freezer compartment evaporator 140 and the refrigerating compartment at a time point (e) in which the storage room temperature at which the 140 and the refrigerating chamber evaporator 150 should be operated reaches a temperature value obtained by adding the deviation value to a set temperature.
  • the freezer compartment evaporator 140 and the refrigerating compartment evaporator 150 may operate properly. La freezing and refrigeration can be smoothly accomplished.
  • the (b) state and the (d) state are presented as the case where the storage room temperature is a temperature higher by 1/2 of the deviation than the set temperature, which is exemplary, and the set temperature and the set temperature It corresponds to the intermediate temperature between the temperature plus the deviation.
  • FIG. 3 The test result of applying the above control method to the three-balanced storage is shown in FIG. 3. Referring to FIG. 3, it can be seen that smooth driving is achieved without the accumulation of the refrigerant as a whole, such as stably up to -40 ° C., which is a temperature required for the quenching chamber temperature in the quenching mode.
  • the object to be stored can be stored refrigerated, frozen and quenched without the application of expensive two-stage compressor, it is said that the industrial applicability is high.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치가 개시된다. 개시되는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치는 압축기들; 급냉실 증발기; 냉동실 증발기; 냉장실 증발기; 냉동실측 증발압력 조절밸브; 냉장실측 증발압력 조절밸브; 및 급냉실측 증발압력 조절밸브;를 포함한다. 개시되는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에 의하면, 고가의 2단 압축기 적용없이도 보관 대상물을 냉장, 냉동 및 급냉시켜 보관할 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치
본 발명은 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에 관한 것이다.
각종 식품, 농산물, 어패류, 육류 등의 보관 대상물을 보관하기 위해서는 냉장, 냉동 및 급냉 기능을 가진 보관 장치가 필요하다.
여기서, 냉장은 보관 대상물이 얼지 않을 정도로 차갑게 하는 상태를 말하고, 냉동은 보관 대상물이 얼어 있는 상태를 말하며, 급냉은 보관 대상물을 짧은 시간에 급속히 냉동시키는 것을 말하는데, 예를 들어 냉장은 0 내지 10℃ 범위, 냉동은 -20 내지 0℃ 범위, 급냉은 -40 내지 -20℃ 범위에서 운전될 수 있다.
종래의 보관 대상물 보관 장치로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 등록특허인데, 대한민국 등록특허 제 10-0651179호(등록일자: 2006년11월22일, 발명의 명칭: 복분자 급냉 및 냉동 보관 장치)는 본 특허출원인이 2005년12월16일자로 출원하여 특허등록받은 것이다.
그러나, 위 문헌을 포함한 종래의 보관 대상물 보관 장치에 의하면, 3상 380V의 고전압을 이용하는 2단 압축기가 필수적으로 이용되어야 하는 구조인데, 그러한 2단 압축기는 고가의 장비여서, 위 보관 대상물 보관 장치의 보급에 한계가 있었다.
또한, 상기 보관 장치는 냉동과 급냉 기능만 가질 뿐, 냉장 기능이 전혀 없어서, 다양한 보관 대상물의 신선한 보관에 한계가 있었다.
본 발명은 고가의 2단 압축기 적용없이도 보관 대상물을 냉장, 냉동 및 급냉시켜 보관할 수 있는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치는 병렬로 연결된 제 1 응축기, 제 2 응축기 및 제 3 압축기로 구성된 압축기들; 상기 압축기들에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 급냉실에 급냉을 제공할 수 있는 급냉실 증발기; 상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉동실에 냉동을 제공할 수 있는 냉동실 증발기; 상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉장실에 냉장을 제공할 수 있는 냉장실 증발기; 상기 냉동실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 냉동실측 증발압력 조절밸브(EPR, evaporator pressure regulating valve); 상기 냉장실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 냉장실측 증발압력 조절밸브; 및 상기 급냉실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 급냉실측 증발압력 조절밸브;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에 의하면, 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치가 병렬로 연결된 제 1 응축기, 제 2 응축기 및 제 3 압축기로 구성된 압축기들; 상기 압축기들에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 급냉실에 급냉을 제공할 수 있는 급냉실 증발기; 상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉동실에 냉동을 제공할 수 있는 냉동실 증발기; 상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉장실에 냉장을 제공할 수 있는 냉장실 증발기; 상기 냉동실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 냉동실측 증발압력 조절밸브; 상기 냉장실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 냉장실측 증발압력 조절밸브; 및 상기 급냉실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 급냉실측 증발압력 조절밸브;를 포함함에 따라, 고가의 2단 압축기 적용없이도 보관 대상물을 냉장, 냉동 및 급냉시켜 보관할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치의 구성을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에서 냉매 적체 현상을 해소하기 위한 상세 제어 방법을 보이기 위한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에서 냉매 적체 현상을 해소하기 위한 상세 제어 방법에 대한 실험 데이터를 보이는 그래프.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치의 구성을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에서 냉매 적체 현상을 해소하기 위한 상세 제어 방법을 보이기 위한 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에서 냉매 적체 현상을 해소하기 위한 상세 제어 방법에 대한 실험 데이터를 보이는 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)는 압축기들(110, 111, 112), 응축기(120), 급냉실 증발기(130), 냉동실 증발기(140), 냉장실 증발기(150), 냉동실측 증발압력 조절밸브(144), 냉장실측 증발압력 조절밸브(154) 및 급냉실측 증발압력 조절밸브(135)를 포함한다.
상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)는 냉동실 및 급냉실과 함께 냉장실을 가진다.
상기 압축기들(110, 111, 112)은 병렬로 연결된 제 1 압축기(110), 제 2 압축기(111) 및 제 3 압축기(112)로 구성된 것이고, 2단 압축기가 아닌 일반적인 단단 압축기가 각각 적용된다.
상기 응축기(120)는 상기 압축기들(110, 111, 112)에서 압축된 냉매를 응축시키는 것이다.
상기 급냉실 증발기(130)는 상기 급냉실에 설치되고, 상기 응축기(120)를 경유한 냉매를 증발시켜, 급냉실에 급냉을 제공할 수 있는 것이다.
상기 냉동실 증발기(140)는 상기 냉동실에 설치되고, 상기 응축기(120)를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉동실에 냉동을 제공할 수 있는 것이다.
상기 냉장실 증발기(150)는 상기 냉장실에 설치되고, 상기 응축기(120)를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉장실에 냉장을 제공할 수 있는 것이다.
상기 응축기(120)에서 상기 증발기들(130, 140, 150)로 향하는 배관 상에는 수액기(101)와, 중간 냉각기(102)가 설치된다.
상기 수액기(101)는 상기 증발기들(130, 140, 150) 내의 부하 변동에 따른 냉매량의 변화를 흡수하여 운전을 원활하게 할 수 있도록, 상기 응축기(120)에서 액화된 고온·고압의 냉매액을 일시 저장하는 것이다.
상기 중간 냉각기(102)는 중간 냉각을 하기 위한 열교환기로, 상기 중간 냉각기(102)에서 냉매 일부를 다시 상기 압축기들(110, 111, 112)로 순환시킬 수도 있다.
상기 응축기(120), 상세히는 상기 중간 냉각기(102)와 상기 증발기들(130, 140, 150) 사이에는 팽창 밸브들(133, 141, 151)이 설치되어, 응축된 냉매를 팽창시킨다.
상기 팽창 밸브들(133, 141, 151)은 상기 급냉실 증발기(130), 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150) 전단에 각각 설치되는 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133), 냉동실측 팽창 밸브(141) 및 냉장실측 팽창 밸브(151)로 구성된다.
특히, 상기 급냉실 증발기(130) 전단에는 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133) 외에도 별도 라인으로 급냉실측 냉동 팽창 밸브(131)가 더 설치된다. 상기 급냉실측 냉동 팽창 밸브(131)는 미리 설정된 급냉 설정 온도, 예를 들어 -40℃에 도달되기 전의 온도인 중간 온도, 예를 들어 -20℃까지 작동되는 것이고, 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133)는 상기 급냉실측 냉동 팽창 밸브(131)의 작동을 이어받아 상기 급냉 설정 온도 이하의 온도에서 상기 급냉 설정 온도에 도달될 때가지 작동되는 것이다. 그리고, 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133)와 상기 급냉실측 냉동 팽창 밸브(131) 전단에는 각각 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)와 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)가 설치된다. 그러면, 일정 온도, 예를 들어 급냉 설정 온도인 -40℃의 중간 온도인 -20℃까지는 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)가 닫히고 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)가 열려, 상기 급냉실측 냉동 팽창 밸브(131)가 작동되고, 급냉 설정 온도인 -40℃의 중간 온도인 -20℃에 도달되면, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)가 열리고 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)가 닫혀, 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133)가 작동됨으로써, 급냉이 이루어지도록 한다.
급냉실측 급냉 팽창 밸브(133)가 작동되는 경우 상기 급냉실에는 급냉이 이루어지고, 상기 급냉실측 냉동 팽창 밸브(131)가 작동되는 경우 상기 급냉실에는 냉동이 선택적으로 이루어질 수 있게 된다.
도면 번호 142와 152는 각각 상기 냉동실측 팽창 밸브(141) 및 상기 냉장실측 팽창 밸브(151)로의 냉매 유입을 차단할 수 있는 차단 밸브들이다.
상기 냉동실측 증발압력 조절밸브(EPR, evaporator pressure regulating valve)(144)는 상기 냉동실 증발기(140)와 상기 압축기들(110, 111, 112) 사이에 배치되는 것이고, 상기 냉장실측 증발압력 조절밸브(154)는 상기 냉장실 증발기(150)와 상기 압축기들(110, 111, 112) 사이에 배치되는 것으로, 상기 압축기들(110, 111, 112)의 흡입 압력이 일정 압력 이상이 되면 상기 압축기들(110, 111, 112)의 모터에 과부하가 걸려 모터가 손상될 수가 있으므로, 상기 압축기들(110, 111, 112)의 흡입 압력이 미리 설정된 값보다 높아지는 것을 방지하고 조절하는 밸브들이다.
상기 급냉실측 증발압력 조절밸브(135)는 상기 급냉실 증발기(130)와 상기 압축기들(110, 111, 112) 사이에 배치되는 것으로, 상기 급냉실 증발기(130) 내의 압력을 일정하게 유지하여 원하는 온도를 만들어주는 밸브이다.
상기 냉동실측 증발압력 조절밸브(144), 상기 냉장실측 증발압력 조절밸브(154) 및 상기 급냉실측 증발압력 조절밸브(135)가 설치됨에 따라, 냉동 및 급냉과 함께 냉장 기능도 가진 본 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)에서의 상기 압축기들(110, 111, 112) 등의 구성 요소에 과도한 부하가 걸리지 않도록 하면서 운전이 가능해진다.
상기 증발기들(130, 140, 150)과 상기 압축기들(110, 111, 112) 사이에는 기액 분리기(103)가 설치된다.
한편, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)는 저압 헤더 밸브(172), 고압 헤더 밸브(171) 및 2단 운전 밸브(170)를 포함한다.
상기 저압 헤더 밸브(172)는 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)의 각 입력단과 상기 제 3 압축기(112)의 입력단 사이를 개폐할 수 있는 것이고, 상기 고압 헤더 밸브(171)는 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)의 각 출력단과 상기 제 3 압축기(112)의 출력단 사이를 개폐할 수 있는 것이다.
상기 2단 운전 밸브(170)는 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)의 각 출력단과 상기 제 3 압축기(112)의 입력단 사이를 개폐할 수 있는 것이다.
본 실시예에서는, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)의 각 출력단과 상기 중간 냉각기(102)를 연결하여 상기 중간 냉각기(102)를 경유한 다음 상기 제 3 압축기(112)의 입력단 쪽에 연결되는 배관 상에 상기 2단 운전 밸브(170)가 설치된다.
상기 저압 헤더 밸브(172), 상기 고압 헤더 밸브(171) 및 상기 2단 운전 밸브(170)에 의해, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)는 하나의 유닛처럼 묶여서 각각 저단용 압축기로 운전될 수 있고, 상기 제 3 압축기(112)는 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)와 별도로 고단용 압축기로 운전될 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)가 급냉 모드로 운전되는 경우, 상기 저압 헤더 밸브(172) 및 상기 고압 헤더 밸브(171)는 닫히고, 상기 2단 운전 밸브(170)는 열림으로써, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)는 저단용 압축기로, 상기 제 3 압축기(112)는 고단용 압축기로 기능할 수 있게 되고, 그에 따라 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)에서 압축된 냉매가 상기 중간 냉각기(102)를 거친 다음 상기 제 3 압축기(112)로 유입되어 다시 압축된 다음, 상기 응축기(120)로 향하게 된다. 따라서, 별도의 곡가의 2단 압축기를 적용하지 아니하고도, 2단 압축이 가능해진다.
한편, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)가 냉동 모드 또는 냉장 모드로 운전되는 경우, 상기 저압 헤더 밸브(172) 및 상기 고압 헤더 밸브(171)는 열리고, 상기 2단 운전 밸브(170)는 닫힘으로써, 상기 제 1 압축기(110), 상기 제 2 압축기(111) 및 상기 제 3 압축기(112)가 각각 단단용 압축기로 기능할 수 있게 되고, 그에 따라 상기 제 1 압축기(110), 상기 제 2 압축기(111) 및 상기 제 3 압축기(112)에서 각각 압축된 냉매는 합지된 다음 상기 응축기(120)로 향하게 된다.
상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)는 응축 폐열 회수 열교환기(163)와 응축 폐열 회수 탱크(160)를 포함한다.
상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)는 상기 압축기들(110, 111, 112)에서 상기 응축기(120)로 향하는 냉매 중의 폐열과 상기 응축기(120)에서 냉매 응축 과정에서 발생되는 폐열 중 적어도 하나를 회수할 수 있는 것이다.
본 실시예에서는, 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)가 예시적으로 상기 압축기들(110, 111, 112)에서 상기 응축기(120)로 향하는 배관과 상기 응축 폐열 회수 탱크(160)에서 연장된 배관이 열교환되는 것으로 제시된다.
상기 응축 폐열 회수 탱크(160)는 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)에서 회수된 폐열을 수용하는 것이다.
도면 번호 161은 상기 응축 폐열 회수 탱크(160)에서 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163) 쪽으로 냉매 유동이 일어나도록 하는 제상 순환 펌프이고, 도면 번호 162는 상기 제상 순환 펌프가 설치된 배관에서의 역류 방지를 위한 체크변이다.
또한, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)는 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163), 상기 응축 폐열 회수 탱크(160) 및 상기 증발기등 사이에 설치되는 삼방 밸브(164)를 포함한다.
상기 삼방 밸브(164)는 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)에서 회수되는 폐열이 상기 급냉실 증발기(130), 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150) 중 적어도 하나의 제상에 이용될 수 있도록 하거나, 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)에서 회수되는 폐열이 상기 응축 폐열 회수 탱크(160)로 수용되도록 조절할 수 있는 것이다.
즉, 상기 삼방 밸브(164)가 상기 증발기들(130, 140, 150) 쪽을 열게 되면, 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)에서 회수되는 폐열이 상기 증발기들(130, 140, 150)로 향하게 되어, 응축 폐열에 의해 상기 증발기들(130, 140, 150)에서 제상이 이루어질 수 있게 되고, 상기 삼방 밸브(164)가 상기 응축 폐열 회수 탱크(160) 쪽을 열게 되면, 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)에서 회수되는 폐열이 상기 응축 폐열 회수 탱크(160)에 저장될 수 있게 되며, 상기 삼방 밸브(164)가 상기 증발기들(130, 140, 150) 쪽과 상기 응축 폐열 회수 탱크(160) 쪽을 모두 열게 되면, 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)에서 회수되는 폐열 증 일부는 상기 증발기들(130, 140, 150)로 향하여 제상에 이용되고, 상기 응축 폐열 회수 열교환기(163)에서 회수되는 폐열 중 나머지는 상기 응축 폐열 회수 탱크(160)로 항하여 저장된다.
상기 급냉실 증발기(130), 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)에는 각각 제상 밸브들(165, 166, 167)이 설치되어, 상기 급냉실 증발기(130), 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)에서 선택적으로 제상이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)는 급냉 차단 밸브(180)와, 냉동실측 체크 밸브(143)와, 냉장실측 체크 밸브(153)를 포함한다.
상기 급냉 차단 밸브(180)는 상기 급냉실 증발기(130)에서 상기 압축기들(110, 111, 112)로의 냉매 흐름을 차단할 수 있는 것으로, 상기 급냉 차단 밸브(180)가 상기 급냉실 증발기(130)에서 상기 압축기들(110, 111, 112)로의 냉매 흐름을 차단하지 아니하면(차단 해제), 상기 급냉실 증발기(130)에서 급냉실로 급냉을 공급하고 출력된 냉매는 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)에서 각각 출력되는 냉매와 함께 상기 압축기들(110, 111, 112)로 향하게 되고, 상기 급냉 차단 밸브(180)가 상기 급냉실 증발기(130)에서 상기 압축기들(110, 111, 112)로의 냉매 흐름을 차단하게 되면, 상기 급냉실 증발기(130)에서 급냉실로 급냉을 공급하고 출력된 냉매는 별도 배관을 통해 상기 체크 밸브들(143, 153)을 거쳐 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)로 유입되어 각각 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)에서의 증발에 이용될 수 있게 된다.
상기 체크 밸브들(143, 153)은 상기 급냉 차단 밸브(180)가 상기 급냉실 증발기(130)에서 상기 압축기들(110, 111, 112)로의 냉매 흐름을 차단하게 될 때, 상기 급냉실 증발기(130)에서 급냉실로 급냉을 공급하고 출력된 냉매가 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150) 쪽으로 유동되는 배관 상에 각각 설치되어, 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)의 각 입력단과 상기 급냉실 증발기(130)의 출력단 사이의 냉매 역류를 방지하는 것이다.
상기 급냉실 증발기(130)에서 급냉실로 급냉을 공급하고 출력된 냉매가 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150) 쪽으로 유동되는 배관 상에서 상기 냉동실측 체크 밸브(143) 및 상기 냉장실측 체크 밸브(153)의 각 전단에는 각각 해당 배관을 개폐시킬 수 있는 냉동 병렬 밸브(168) 및 냉장 병렬 밸브(169)가 설치된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)가 냉장실 및 냉동실에 대한 냉장 및 냉동과 함께 급냉실에 대한 급냉도 공급하여야 하는 급냉 모드로 운전되는 경우, 상기 저압 헤더 밸브(172) 및 상기 고압 헤더 밸브(171)는 닫히고, 상기 2단 운전 밸브(170)는 열림으로써, 상기 제 1 압축기(110) 및 상기 제 2 압축기(111)는 저단용 압축기로, 상기 제 3 압축기(112)는 고단용 압축기로 기능하여, 2단 압축이 이루어진다.
상기와 같이 2단 압축된 냉매는 상기 중간 냉각기(102)를 경유한 다음 상기 응축기(120)로 유입된 후, 상기 증발기들(130, 140, 150)로 향하여 각 증발기에서 증발이 이루어지도록 한다.
이 때, 상기 급냉 차단 밸브(180)가 상기 급냉실 증발기(130)에서 상기 압축기들(110, 111, 112)로의 냉매 흐름을 차단하게 되면, 상기 급냉실 증발기(130)에서 급냉실로 급냉을 공급하고 출력된 냉매는 별도 배관을 통해 상기 체크 밸브들(143, 153)을 거쳐 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)로 유입되어 각각 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)에서의 증발에 이용될 수 있게 된다.
상기와 같이 증발된 냉매는 상기 기액 분리기(103)를 경유한 다음 상기 압축기들(110, 111, 112)로 재유입된다.
한편, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)가 냉동 모드 또는 냉장 모드로 운전되는 경우, 상기 저압 헤더 밸브(172) 및 상기 고압 헤더 밸브(171)는 열리고, 상기 2단 운전 밸브(170)는 닫힘으로써, 상기 제 1 압축기(110), 상기 제 2 압축기(111) 및 상기 제 3 압축기(112)가 각각 단단용 압축기로 기능하여, 단단 압축이 이루어진다.
상기와 같이 단단 압축된 냉매는 상기 중간 냉각기(102)를 경유한 다음 상기 응축기(120)로 유입된 후, 상기 증발기들(130, 140, 150)로 향하여 각 증발기에서 증발이 이루어지도록 한다.
이 때, 상기 급냉 차단 밸브(180)가 상기 급냉실 증발기(130)에서 상기 압축기들(110, 111, 112)로의 냉매 흐름을 차단 해제하게 되면, 상기 응축기(120)에서 순환된 냉매는 상기 각 증발기들(130, 140, 150)로 배분 유입되고, 상기 급냉실 증발기(130), 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)에서 각각 출력되는 냉매는 상기 압축기들(110, 111, 112)로 향하게 된다.
상기와 같이, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)가 병렬로 연결된 제 1 압축기(110), 제 2 압축기(111) 및 제 3 압축기(112)로 구성된 압축기들(110, 111, 112); 상기 압축기들(110, 111, 112)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(120); 상기 응축기(120)를 경유한 냉매를 증발시켜, 급냉실에 급냉을 제공할 수 있는 급냉실 증발기(130); 상기 응축기(120)를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉동실에 냉동을 제공할 수 있는 냉동실 증발기(140); 상기 응축기(120)를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉장실에 냉장을 제공할 수 있는 냉장실 증발기(150); 상기 냉동실 증발기(140)와 상기 압축기들(110, 111, 112) 사이에 배치되는 냉동실측 증발압력 조절밸브(144); 상기 냉장실 증발기(150)와 상기 압축기들(110, 111, 112) 사이에 배치되는 냉장실측 증발압력 조절밸브(154); 및 상기 급냉실 증발기(130)와 상기 압축기들(110, 111, 112) 사이에 배치되는 급냉실측 증발압력 조절밸브(135);를 포함함에 따라, 고가의 2단 압축기 적용없이도 보관 대상물을 냉장, 냉동 및 급냉시켜 보관할 수 있게 된다.
한편, 위에 예시된 바와 같이 급냉 설정 온도인 -40℃의 중간 온도인 -20℃에 도달되는 순간에, 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)가 닫히고 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)가 열리게 하면, 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)를 경유하던 냉매가 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134) 쪽으로 유동되어야 하나, 기체인 냉매의 특성상 곧바로 그러한 유동 전환이 이루어지지 못하고, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134) 쪽으로 냉매가 제대로 유동되지 못하는 등 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)의 운전 과정 전반에서 냉매 정체 현상이 발생되어, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)의 작동이 제대로 이루어지지 못할 수 있다.
이러한 냉매 적체 현상을 해소하고, 상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치(100)의 원활한 작동을 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 저장실 온도(냉동실과 냉장실 온도 중 적어도 하나의 온도)가 미리 설정된 설정 온도보다 미리 설정된 일정 편차만큼 높은 온도에 도달된 (a)상태에서는, 상기 냉동 병렬 밸브(168), 상기 냉장 병렬 밸브(169) 및 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)가 모두 열리고, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)는 닫힌 상태이다.
이러한 상태에서, 저장실 온도가 설정 온도보다 상기 편차의 1/2값만큼 높은 온도에 도달된 (b)상태가 되면, 상기 냉동 병렬 밸브(168), 상기 냉장 병렬 밸브(169) 및 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)가 모두 열린 상태를 유지하면서, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)를 열어준다.
이러한 상태에서, 저장실 온도가 설정 온도에 도달된 (c)상태가 되면, 상기 냉동 병렬 밸브(168), 상기 냉장 병렬 밸브(169) 및 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)가 모두 닫히고, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)가 열린 상태를 유지한다. 이 때, 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)는 작동 정지된다.
상기와 같이 작동되면, 저장실 온도가 설정 온도에 도달되기 전 상태(위 (b)상태)에 미리 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)를 열어줌으로써, 저장실 온도가 설정 온도에 도달되기 전부터 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133) 쪽으로 냉매 유동이 점진적으로 발생될 수 있고, 그에 따라 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133)가 작동되어야 하는 시점인 저장실 온도가 설정 온도에 도달된 시점(위 (c)상태)에서 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133) 쪽으로의 냉매 정체 현상없이 냉매 유동이 원활하게 이루어짐에 따라, 상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브(133)가 제대로 작동될 수 있고, 그에 따라 급냉이 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 저장실 온도가 다시 점진적으로 높아져서 설정 온도보다 상기 편차의 1/2값만큼 높은 온도에 도달된 (d)상태가 되면, 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)는 닫힌 상태를 유지하고, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)는 열린 상태를 유지하면서, 닫혀 있던 상기 냉동 병렬 밸브(168) 및 상기 냉장 병렬 밸브(169)를 열어준다.
이러한 상태에서, 저장실 온도가 설정 온도보다 상기 편차만큼 높은 온도에 도달된 (e)상태가 되면, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브(134)는 닫히고, 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브(132)는 열리며, 상기 냉동 병렬 밸브(168) 및 상기 냉장 병렬 밸브(169)는 열린 상태를 유지한다. 이 때, 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)는 다시 작동된다.
위 (e)상태는 위 (a)상태와 같은 상태로, 이 후의 작동은 위에서 설명된 (a) 내지 (d) 상태의 반복이 된다.
상기와 같이 작동되면, 저장실 온도가 설정 온도에 상기 편차값이 더해진 온도값에 도달되기 전 상태(위 (d)상태)에 미리 상기 냉동 병렬 밸브(168) 및 상기 냉장 병렬 밸브(169)를 열어줌으로써, 저장실 온도가 설정 온도에 상기 편차값이 더해진 온도값에 도달되기 전부터 상기 냉동 병렬 밸브(168) 및 상기 냉장 병렬 밸브(169) 쪽으로 냉매 유동이 점진적으로 발생될 수 있고, 그에 따라 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)가 작동되어야 하는 시점인 저장실 온도가 설정 온도에 상기 편차값이 더해진 온도값에 도달된 시점(위 (e)상태)에서 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150) 쪽으로의 냉매 정체 현상없이 냉매 유동이 원활하게 이루어짐에 따라, 상기 냉동실 증발기(140) 및 상기 냉장실 증발기(150)가 제대로 작동될 수 있고, 그에 따라 냉동 및 냉장이 원활하게 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 (b)상태와 상기 (d)상태는 상기 저장실 온도가 상기 설정 온도보다 상기 편차의 1/2값만큼 높은 온도인 경우로 제시되나, 이는 예시적인 것이고, 상기 설정 온도와 상기 설정 온도에 상기 편차를 더한 온도 사이의 중간 온도에 해당되는 것이다.
위와 같은 제어 방법을 3평형 저장고에 적용시켜 시험해본 결과가 도 3에 도시되어 있다. 이러한 도 3을 참조해 보면, 급냉 모드에서 급냉실 온도가 요구되는 온도인 -40℃까지 안정적으로 구현되는 등 전체적으로 냉매 적체 현상없이 원활한 구동이 이루어짐을 알 수 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치에 의하면, 고가의 2단 압축기 적용없이도 보관 대상물을 냉장, 냉동 및 급냉시켜 보관할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.

Claims (9)

  1. 병렬로 연결된 제 1 응축기, 제 2 응축기 및 제 3 압축기로 구성된 압축기들;
    상기 압축기들에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 급냉실에 급냉을 제공할 수 있는 급냉실 증발기;
    상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉동실에 냉동을 제공할 수 있는 냉동실 증발기;
    상기 응축기를 경유한 냉매를 증발시켜, 냉장실에 냉장을 제공할 수 있는 냉장실 증발기;
    상기 냉동실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 냉동실측 증발압력 조절밸브(EPR, evaporator pressure regulating valve);
    상기 냉장실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 냉장실측 증발압력 조절밸브; 및
    상기 급냉실 증발기와 상기 압축기들 사이에 배치되는 급냉실측 증발압력 조절밸브;를 포함하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치는
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기의 각 입력단과 상기 제 3 압축기의 입력단 사이를 개폐할 수 있는 저압 헤더 밸브;
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기의 각 출력단과 상기 제 3 압축기의 출력단 사이를 개폐할 수 있는 고압 헤더 밸브; 및
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기의 각 출력단과 상기 제 3 압축기의 입력단 사이를 개폐할 수 있는 2단 운전 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치가 급냉 모드로 운전되는 경우,
    상기 저압 헤더 밸브 및 상기 고압 헤더 밸브는 닫히고, 상기 2단 운전 밸브는 열림으로써, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 상기 제 3 압축기로 유입되어 다시 압축된 다음, 상기 응축기로 향하게 되는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치가 냉동 모드 또는 냉장 모드로 운전되는 경우,
    상기 저압 헤더 밸브 및 상기 고압 헤더 밸브는 열리고, 상기 2단 운전 밸브는 닫힘으로써, 상기 제 1 압축기, 상기 제 2 압축기 및 상기 제 3 압축기에서 각각 압축된 냉매는 합지된 다음 상기 응축기로 향하게 되는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치는
    상기 압축기들에서 상기 응축기로 향하는 냉매 중의 폐열과 상기 응축기에서 냉매 응축 과정에서 발생되는 폐열 중 적어도 하나를 회수할 수 있는 응축 폐열 회수 열교환기; 및
    상기 응축 폐열 회수 열교환기에서 회수된 폐열을 수용하는 응축 폐열 회수 탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치는
    상기 응축 폐열 회수 열교환기에서 회수되는 폐열이 상기 급냉실 증발기, 상기 냉동실 증발기 및 상기 냉장실 증발기 중 적어도 하나의 제상에 이용될 수 있도록 하거나, 상기 응축 폐열 회수 열교환기에서 회수되는 폐열이 상기 응축 폐열 회수 탱크로 수용되도록 조절할 수 있는 삼방 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치는
    상기 급냉실 증발기에서 상기 압축기들로의 냉매 흐름을 차단할 수 있는 급냉 차단 밸브; 및
    상기 냉동실 증발기 및 상기 냉장실 증발기의 각 입력단과 상기 급냉실 증발기의 출력단 사이의 냉매 역류를 방지하는 체크 밸브;를 포함하고,
    상기 급냉 차단 밸브가 상기 급냉실 증발기에서 상기 압축기들로의 냉매 흐름을 차단하면, 상기 급냉실 증발기에서 출력되는 냉매는 상기 체크 밸브를 거쳐 상기 냉동실 증발기 및 상기 냉장실 증발기로 유입되어 각각 증발될 수 있고,
    상기 급냉 차단 밸브가 상기 급냉실 증발기에서 상기 압축기들로의 냉매 흐름을 차단 해제하면, 상기 급냉실 증발기에서 출력되는 냉매는 상기 냉동실 증발기 및 상기 냉장실 증발기에서 각각 출력되는 냉매와 함께 상기 압축기들로 유동되는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치는
    상기 급냉실 증발기에서 상기 급냉실로 급냉을 공급하고 출력된 냉매가 상기 냉동실 증발기 쪽으로 유동되는 배관을 개폐시킬 수 있는 냉동 병렬 밸브;
    상기 급냉실 증발기에서 상기 급냉실로 급냉을 공급하고 출력된 냉매가 상기 냉장실 증발기 쪽으로 유동되는 배관을 개폐시킬 수 있는 냉장 병렬 밸브;
    미리 설정된 급냉 설정 온도에 도달되기 전의 중간 온도까지 작동되는 급냉실측 냉동 팽창 밸브;
    상기 급냉 설정 온도 이하의 온도에서 상기 급냉 설정 온도에 도달될 때가지 작동되는 급냉실측 급냉 팽창 밸브;
    상기 급냉실측 냉동 팽창 밸브 전단에 설치되는 급냉실측 냉동 차단 밸브;
    상기 급냉실측 급냉 팽창 밸브 전단에 설치되는 급냉실측 급냉 차단 밸브;를 포함하고,
    상기 냉동실과 상기 냉장실 온도 중 적어도 하나인 저장실 온도가 미리 설정된 설정 온도보다 미리 설정된 일정 편차만큼 높은 온도에 도달된 상태에서는, 상기 냉동 병렬 밸브, 상기 냉장 병렬 밸브 및 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브가 모두 열리고, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브는 닫힌 상태가 되고,
    상기 저장실 온도가 상기 설정 온도와 상기 설정 온도에 상기 편차를 더한 온도 사이의 중간 온도에 도달되면, 상기 냉동 병렬 밸브, 상기 냉장 병렬 밸브 및 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브가 모두 열린 상태를 유지하면서, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브를 열어주고,
    상기 저장실 온도가 상기 설정 온도에 도달되면, 상기 냉동 병렬 밸브, 상기 냉장 병렬 밸브 및 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브가 모두 닫히고, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브가 열린 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 저장실 온도가 다시 높아져서 상기 설정 온도와 상기 설정 온도에 상기 편차를 더한 온도 사이의 중간 온도에 도달되면, 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브는 닫힌 상태를 유지하고, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브는 열린 상태를 유지하면서, 닫혀 있던 상기 냉동 병렬 밸브 및 상기 냉장 병렬 밸브를 열어주고,
    상기 저장실 온도가 상기 설정 온도보다 상기 편차만큼 높은 온도에 도달되면, 상기 급냉실측 급냉 차단 밸브는 닫히고, 상기 급냉실측 냉동 차단 밸브는 열리며, 상기 냉동 병렬 밸브 및 상기 냉장 병렬 밸브는 열린 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치.
PCT/KR2016/002538 2015-12-29 2016-03-14 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치 WO2017115919A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150188762A KR101796565B1 (ko) 2015-12-29 2015-12-29 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치
KR10-2015-0188762 2015-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017115919A1 true WO2017115919A1 (ko) 2017-07-06

Family

ID=59224884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/002538 WO2017115919A1 (ko) 2015-12-29 2016-03-14 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101796565B1 (ko)
WO (1) WO2017115919A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110145898A (zh) * 2018-02-13 2019-08-20 中国中元国际工程有限公司 一种回液分配器及其应用

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101962878B1 (ko) * 2017-09-04 2019-03-27 주식회사 신진에너텍 냉동기 토출 가스에 의한 응축 폐열 회수를 이용한 냉동 시스템
CN110160287B (zh) * 2018-02-13 2021-02-09 中国中元国际工程有限公司 供冷分配器的蓄冷液分配方法及冷库系统的制冷方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200212347Y1 (ko) * 1998-03-26 2001-02-15 고동환 냉동 및 냉장식품의 동시운송을 가능토록 한 차량용 냉방장치
KR100651179B1 (ko) * 2005-12-16 2006-11-30 박진섭 복분자 급냉 및 냉동 보관 장치
KR100796283B1 (ko) * 2007-09-28 2008-01-21 주식회사삼원기연 토출가스의 폐열을 이용한 에너지 절감형 냉동장치
KR20130081399A (ko) * 2012-01-09 2013-07-17 엘지전자 주식회사 냉장 냉동 복합 시스템 및 그 제어방법
KR101525530B1 (ko) * 2014-07-18 2015-06-03 주식회사 신진에너텍 응축 폐열 제상 과냉각 냉동 장치 및 그 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200212347Y1 (ko) * 1998-03-26 2001-02-15 고동환 냉동 및 냉장식품의 동시운송을 가능토록 한 차량용 냉방장치
KR100651179B1 (ko) * 2005-12-16 2006-11-30 박진섭 복분자 급냉 및 냉동 보관 장치
KR100796283B1 (ko) * 2007-09-28 2008-01-21 주식회사삼원기연 토출가스의 폐열을 이용한 에너지 절감형 냉동장치
KR20130081399A (ko) * 2012-01-09 2013-07-17 엘지전자 주식회사 냉장 냉동 복합 시스템 및 그 제어방법
KR101525530B1 (ko) * 2014-07-18 2015-06-03 주식회사 신진에너텍 응축 폐열 제상 과냉각 냉동 장치 및 그 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110145898A (zh) * 2018-02-13 2019-08-20 中国中元国际工程有限公司 一种回液分配器及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR101796565B1 (ko) 2017-11-10
KR20170078342A (ko) 2017-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5996356A (en) Parallel type refrigerator
WO2017115919A1 (ko) 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치
WO2015160162A1 (en) Refrigerator and method of controlling the same
US4597267A (en) Fast cycle water vapor cryopump
WO2016117946A1 (en) Cooling cycle apparatus for refrigerator
US11635233B2 (en) Cooling system
EP3739277A1 (en) Integrated cooling system with flooded air conditioning heat exchanger
US4535597A (en) Fast cycle water vapor cryopump
WO2013032197A1 (ko) 냉동차량용 냉각장치
WO2011105662A1 (ko) 칠러
US11808500B2 (en) Cooling system
US10767911B2 (en) Cooling system
US20240093921A1 (en) Cooling system with flooded low side heat exchangers
WO2019203620A1 (ko) 저온 저장고의 냉각 시스템
EP3480533B1 (en) Refrigeration device
WO2020111590A1 (ko) 냉장고 및 그 제어 방법
WO2019045176A1 (ko) 냉동기 토출 가스에 의한 응축 폐열 회수를 이용한 냉동 시스템
US11604009B2 (en) Cooling system
EP3564600B1 (en) Cooling system and operation method
US20210180851A1 (en) Cooling system with partly flooded low side heat exchanger
KR20180056854A (ko) 압축기의 흡입온도 조절이 가능한 고용량 급속 냉각 초저온 냉동기
CN218033808U (zh) 自复叠制冷系统
JPH0451347Y2 (ko)
WO2013019072A2 (en) Air conditioner and method of controlling the same
WO2016111531A1 (ko) 냉각장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16881872

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16881872

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1