WO2018135826A1 - 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템 - Google Patents

급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2018135826A1
WO2018135826A1 PCT/KR2018/000716 KR2018000716W WO2018135826A1 WO 2018135826 A1 WO2018135826 A1 WO 2018135826A1 KR 2018000716 W KR2018000716 W KR 2018000716W WO 2018135826 A1 WO2018135826 A1 WO 2018135826A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chamber
temperature
refrigerant
valve
refrigerant liquid
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/000716
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박진섭
박상면
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
Priority to CN201880018733.4A priority Critical patent/CN110662932B/zh
Priority to US16/479,163 priority patent/US20200116395A1/en
Publication of WO2018135826A1 publication Critical patent/WO2018135826A1/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
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • 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
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • 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
    • 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
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • 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
    • 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
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
    • F25D11/022—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures with two or more evaporators
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06—Removing frost
    • F25D21/12—Removing frost by hot-fluid circulating system separate from the refrigerant system
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • 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
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07—Details of compressors or related parts
    • F25B2400/072—Intercoolers therefor
    • 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
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2507—Flow-diverting 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
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/11—Sensor to detect if defrost is necessary
    • 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
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2106—Temperatures of fresh outdoor air
    • 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
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2116—Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21163—Temperatures of a condenser of the refrigerant at the outlet of the condenser
    • 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
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • 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
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21175—Temperatures of an evaporator of the refrigerant at the outlet of the evaporator
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/30—Quick freezing
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature
    • F25D2700/122—Sensors measuring the inside temperature of freezer compartments

Definitions

  • the present invention is to defrost the frost in the quenching chamber, freezing chamber, refrigerator compartment using a system for cooling the quenching chamber of -40 ⁇ -30 °C, the freezing chamber of -20 ⁇ -15 °C and the refrigerating chamber of 0 ⁇ 5 °C
  • the present invention relates to an energy saving defrost system. More specifically, after compressing the refrigerant using a compressor, the refrigerant liquid discharged from the condenser is first injected and vaporized into the quenching chamber through an electronic valve to quench the temperature of the quenching chamber to -40 to -30 ° C, and recovered from the quenching chamber.
  • the refrigerant gas is injected through the freezing chamber electromagnetic valve and the refrigerant liquid discharged from the condenser is vaporized by injecting and evaporating the refrigerant liquid discharged from the condenser according to the intake gas superheat degree sucked into the freezer compartment, and the freezer compartment is cooled to -20 to -15 ° C and recovered from the quench chamber or the freezer compartment.
  • the condenser in the refrigerating unit to cool the temperature of the refrigerating chamber to 0 ⁇ 5 °C by injecting and vaporizing the refrigerant gas through the refrigerating chamber electron valve and injecting and evaporating the refrigerant liquid discharged from the condenser according to the degree of intake gas superheat drawn into the refrigerating chamber.
  • the condensed waste heat discharged to the outside is recovered through the storage tank, and the defrosted water heated in the storage tank is supplied through the defrost water supply pipe.
  • Chamber, freezing chamber, the present invention relates to energy-saving defrost system for defrosting the evaporative cooler in a cold room.
  • a cooling system is a device that cools a defined space through heat exchange at a load while circulating a refrigerant.
  • the three-stage cooling system of the present invention is also a system that cools the load by absorbing vaporization heat from the load while sequentially repeating the four-stage cooling process of compression, condensation, expansion, and evaporation of the refrigerant.
  • the compressor is a device that increases the pressure of the vapor refrigerant in order to easily condense the vapor refrigerant in the condenser. By this compressor action, the refrigerant transfers heat while repeating the condensation and evaporation processes.
  • the type of compressor is to compress the steam through the piston moving up and down in the cylinder.
  • the refrigerant in the vapor state compressed in the compressor transfers heat from the condenser to the external condensation medium and supplies the condensed liquid through the receiver to the necessary refrigerant liquid in the evaporator. Therefore, the receiver serves to constantly supply the refrigerant liquid to the evaporator while storing the condensed liquid.
  • the evaporation pressure becomes very low, and it is practically difficult to compress the refrigerant from the evaporation pressure to the condensation pressure with the first stage compressor.
  • the pressure can be increased to the condensation pressure and lowered to the evaporation pressure.
  • the multistage compression process is performed by compressing a refrigerant in a vapor state to an intermediate pressure in a first stage compressor and injecting the compressed refrigerant into an inter-cooler to a saturation temperature corresponding to the intermediate pressure. After cooling, the cooled refrigerant is again suction-compressed into a two-stage compressor to generate a high-temperature, high-pressure steam state refrigerant and transfer it to the condenser.
  • the high temperature and high pressure refrigerant liquid condensed in the condenser is changed to low temperature and low pressure as the flow rate is adjusted through the expansion valve, and the refrigerant liquid of low temperature and low pressure flows into the evaporator and is rapidly expanded as it absorbs heat of vaporization by absorbing heat of vaporization from the surroundings. It not only cools the space but also generates frost outside the evaporator.
  • the evaporator surface temperature that absorbs the heat of the outside air is relatively low compared to the temperature of the outside air, which causes condensation of moisture from the outside air, which is relatively hot and humid, to the evaporator surface.
  • the castle formed on the surface of the evaporator becomes thicker with time, and as a result, the heat exchange efficiency of the air passing through the evaporator is lowered, resulting in low cooling efficiency and excessive power consumption.
  • a device for quenching and freezing frozen products such as bokbunja by installing a unit cooler inside a quench freezing chamber and a freezing storage chamber is provided by the inventors of the Korean Patent Application Publication No. 10-2006-5303 through the ⁇ Bokbunja quenching and freezing storage device ''. It has been disclosed.
  • the cooling system which quench-freezes the quench freezing chamber of -40--20 degreeC and the freezer storage room of -15-5 degreeC is disclosed.
  • the patent document discloses only a multi-stage compression process for cooling the quench freezing chamber around -40 ° C and the circulation of the refrigerant accordingly, and the -40 ⁇ -30 ° C quenching chamber, -20 ⁇ -as in the present invention.
  • the three-stage cooling system that sequentially cools the freezer compartment at 15 ° C and the freezer compartment at 0-5 ° C is not disclosed.
  • the supply circulation recovery process of the refrigerant capable of maximizing thermal efficiency such as heat transfer absorption and release of the refrigerant is not disclosed. It did not start at all.
  • the quench freezing chamber of -40 ⁇ -20 °C and -15 ⁇ 5 °C freezing chamber of -40 ⁇ -30 °C quenching chamber, -20 ⁇ -15 °C freezer and 0 After subdividing into ⁇ 5 °C cold storage room, we tried to develop energy-saving defrosting system that defrosts quenching room, freezing room, and refrigerating room by using optimal refrigerant supply circulation recovery system and condensation waste heat.
  • the refrigerant is compressed in two stages and then condensed, and the discharged refrigerant liquid is first injected into the quenching chamber through the electronic valve, and then the quench chamber evaporator at -40 °C or less through the quenching chamber expansion valve.
  • the quenching chamber By quenching the temperature of the quenching chamber to -40 ⁇ -30 °C, injecting the refrigerant gas recovered from the quenching chamber through the electron valve and injecting and vaporizing the refrigerant liquid discharged from the condenser into the freezer evaporator through the electron valve.
  • Energy-saving quenching chamber and cold using 3-step cooling system and condensation waste heat recovered by heat-exchanging condensate waste heat from condenser The invention of the same room and the refrigerator room defrost system was completed.
  • the problem to be solved by the present invention is to develop a three-stage cooling and defrosting system of -40 ⁇ -30 °C quenching chamber, -20 ⁇ -15 °C freezer compartment and 0 ⁇ 5 °C refrigeration chamber. More specifically, by using two stage compressors of low stage and high stage, the refrigerant is compressed in two stages and then condensed, and the discharged refrigerant liquid is first injected into the quench chamber through the electronic valve, and then quenched at an ultra low temperature of -40 ° C. or lower through the quench chamber expansion valve.
  • the temperature of the quenching chamber is quenched to -40 ⁇ -30 °C, the refrigerant gas recovered from the quenching chamber is injected through the electromagnetic valve, and the refrigerant liquid discharged from the condenser is discharged from the condenser according to the superheat degree of suction gas going to the freezer.
  • the refrigerant gas recovered in the quenching chamber or freezer compartment is injected through the electronic valve and discharged from the condenser according to the superheat of the suction gas to the freezer
  • a three-stage cooling system for refrigerating the temperature of the refrigerating chamber to 0-5 ° C.
  • An object of the present invention is a three-stage cooling and defrosting system of a quenching chamber of -40 ⁇ -30 °C using a multi-stage compressor, a freezer of -20 ⁇ -15 °C and a freezer of 0 ⁇ 5 °C, the three stage cooling is 1 2) Compress and condense the refrigerant in two stages by using the low stage and high stage two stage compressors, and the low-temperature refrigerant liquid discharged is first injected into the quenching chamber through the electronic valve S3, and then the ultra low temperature of -40 °C or less through the quenching chamber expansion valve.
  • the cooling system compresses the refrigerant in a vapor state to an intermediate pressure in a low stage compressor, injects the compressed refrigerant into an inter-cooler, cools it to a saturation temperature corresponding to the intermediate pressure, and then cools the cooled refrigerant.
  • a two-stage compressor for suction compression to the high stage compressor to generate a high temperature and high pressure refrigerant gas; 2) a condenser for condensing the high temperature and high pressure refrigerant gas produced by the compressor into a liquid refrigerant liquid; 3) a quench chamber evaporator for supplying a refrigerant liquid discharged from the condenser to an electronic valve and an expansion valve to evaporate and quench the same; 4) a freezer compartment evaporator configured to vaporize and evaporate the refrigerant liquid discharged from the condenser and the refrigerant gas recovered from the quench chamber; And 5) a refrigerator compartment evaporator for vaporizing and evaporating the refrigerant liquid discharged from the condenser and the gas recovered in the quenching or freezing chamber.
  • the three-stage cooling in the cooling system includes 1) two-stage compression condensation, passing the low temperature refrigerant liquid discharged through the electron valves (a, b), and expanding the refrigerant liquid to the quench chamber expansion valve (1) to quench it to -25 ° C.
  • the three-stage cooling consisting of; expanding the refrigerant liquid into the refrigerator compartment expansion valve (6) and injecting it into the refrigerator compartment evaporator to vaporize in the refrigerator compartment evaporator to refrigerate the temperature of the refrigerator compartment to 0 ⁇ 5 °C.
  • the electromagnetic valve c and the freezing chamber refrigerant liquid injection manual valve 3 are opened to inject the refrigerant liquid into the freezing chamber.
  • the electromagnetic valve e and the refrigerating chamber refrigerant liquid injection manual valve 5 are opened to spray the refrigerant liquid into the refrigerating chamber.
  • the defrost system installs a condensation waste heat recovery storage tank [4] for exchanging condensation waste heat with defrost water and storing the heated defrost water, and selects and controls normal operation and defrosting operation by a control panel.
  • the operation of the refrigeration system is circulated, the operation of the circulation pump [5] is stopped, and the check valve V7 is closed to discharge the condensed waste heat discharged from the outdoor condenser [2] to the defrost water in the condensation waste heat recovery storage tank [4].
  • the condensed waste heat is closed in the condensed waste heat recovery storage tank [4] when the temperature of the defrost water is 40 ° C. or lower.
  • the heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is additionally supplied into the condensation waste heat recovery storage tank [4], and when the temperature of the defrost water is 40 ° C or higher, the three-way valve [6] is opened forward to operate the refrigeration system normally. It features.
  • An effect of the present invention is to provide a three-stage cooling and defrosting system of a quench chamber at -40 to -30 ° C, a freezer at -20 to -15 ° C, and a refrigerator at 0 to 5 ° C.
  • the quenching chamber is quenched to -40 ⁇ -30 °C, the refrigerant gas recovered from the quench chamber is injected through the electronic valve and the condenser
  • the refrigerant liquid discharged from the refrigerant is injected into the freezing chamber evaporator through an electronic valve to freeze the temperature of the freezing chamber to -20 to -15 ° C, and the refrigerant gas recovered from the quenching chamber or the freezing chamber is injected through the electronic valve and the refrigerant liquid discharged from the condenser.
  • Energy-saving quenching, freezing and refrigerating chambers using a three-stage cooling system that cools the temperature of the refrigerating chamber to 0 to 5 ° C by injecting and evaporating it through an electronic valve and condensing waste heat that recovers heat from the condensation waste heat generated by the condenser. It is to provide a defrosting system.
  • FIG. 2 is a schematic view for explaining the multi-stage compression in the cooling system of the quenching chamber freezer compartment using the multi-stage compressor of the present invention.
  • the compressed refrigerant is injected into an intermediate cooler, cooled to a saturation temperature corresponding to the intermediate pressure, and then the cooled refrigerant is again a high stage compressor.
  • a two-stage compressor for suction compression to create a high temperature, high pressure, steam refrigerant.
  • FIG 3 is a schematic diagram showing a refrigerant supply circulation recovery path of the quench compartment freezer compartment refrigerator compartment in the cooling system of the quench compartment freezer compartment refrigerator compartment using the multi-stage compressor of the present invention.
  • the three-stage cooling of the present invention expands the refrigerant liquid into the quench chamber expansion valve 1 after passing the low-temperature refrigerant liquid discharged by two-stage compression condensation through the electron valves a and b in the quenching chamber.
  • the quenching chamber is quenched to -25 ° C, and the refrigerant liquid is expanded at an ultra low temperature state to the quenching chamber expansion valve 2 and vaporized in a quenching chamber evaporator at -40 ° C or lower to quench the temperature of the quenching chamber to -40 to -30 ° C.
  • the refrigerant gas recovered from the quenching chamber is injected through the freezing chamber refrigerant gas supply electron valve 7 and the low temperature refrigerant liquid discharged from the condenser is discharged from the condenser according to the superheat degree of suction gas drawn into the freezing chamber.
  • the refrigerant liquid into the freezer compartment expansion valve (4) through the freezer compartment evaporator to evaporate in the freezer compartment evaporator to freeze the temperature of the freezer compartment to -20 ⁇ -15 °C.
  • the refrigerant gas recovered from the freezer compartment is injected through the refrigerating chamber refrigerant gas supply electronic valve 8 and the low temperature refrigerant liquid discharged from the condenser is transferred through the electronic valves e and f according to the superheat degree of the suction gas sucked into the refrigerating chamber.
  • the refrigerant liquid is expanded to the refrigerating chamber expansion valve 6, injected into the refrigerating chamber evaporator, and vaporized in the refrigerating chamber evaporator to refrigerate the temperature of the refrigerating chamber to 0 to 5 ° C.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a refrigerant supply circulation recovery path of the quench unit cooler (evaporator), the freezer compartment unit cooler (evaporator) and the refrigerating compartment unit cooler (evaporator) of the present invention.
  • Low-temperature refrigerant liquid discharged from the condenser through the liquid pipe (common) is sequentially supplied to the quenching chamber, the freezing chamber, and the refrigerating chamber.
  • the refrigerant gas recovered from the quenching chamber is injected into the freezing chamber after closing the electron valve V1
  • the refrigerant gas recovered from the freezing chamber is injected into the refrigerating chamber after closing the electron valve V2.
  • the valve used at this time may use a solenoid valve normally or a manual control valve as needed.
  • Figure 5a is a detailed view showing the operating state of the cooling system of the freezer compartment freezer compartment during normal operation in the three-stage cooling and defrosting system of the freezer compartment freezer compartment of the present invention.
  • the operation of the freezer system is circulated to cool the quench compartment freezer compartment three stages.
  • Figure 5b is a detailed view showing the operating state of the energy-saving defrost system using the condensation waste heat of the quench freezer freezer compartment during defrosting operation in the three-stage cooling and defrosting system of the quench compartment freezer compartment of the present invention.
  • the operation of the refrigeration system is stopped, the circulating pump [5] is restarted and the check valve V7 is opened to remove the defrosted water stored in the condensed waste heat recovery storage tank [4].
  • the frost on the outer surface of the pipe of the evaporative cooler [3] in the freezer compartment freezer compartment is removed by condensation waste heat, and the cooled defrost water is recovered and circulated to the condensation waste heat recovery storage tank [4].
  • the present invention is a three-stage cooling and defrosting system of a quenching chamber at -40 to -30 ° C, a freezing chamber at -20 to -15 ° C, and a refrigerating chamber at 0 to 5 ° C using a multi-stage compressor.
  • the refrigerant is cooled by two-stage compression and condensation using a two-stage compressor with a high stage, and the low-temperature refrigerant liquid discharged is first injected into the quenching chamber through the electronic valve (S3), and then quenched at an ultra-low temperature of -40 ° C or lower through the expansion chamber of the quenching chamber.
  • the present invention relates to a three-stage cooling and defrosting system.
  • the defrosting system of the present invention installs a condensation waste heat recovery storage tank [4] for exchanging condensate waste heat with defrost water and storing the heated defrost water, and selects and controls normal operation and defrosting operation by a control panel, and normal operation.
  • the operation of the refrigeration system is circulated, the operation of the circulation pump [5] is stopped, the check valve V7 is closed, and the condensed waste heat discharged from the outdoor condenser [2] is discharged. Heat the condensate waste heat into the condensation waste heat recovery storage tank [4] by heating it to 30 ⁇ 40 °C while exchanging heat with water.
  • V7 Open the valve (V7) to supply the defrosted water of 30 ⁇ 40 °C heated in the condensation waste heat recovery storage tank [4] to the defrost heat supply pipe to convert the frost on the outer surface of the evaporative cooler [3] to condensation waste heat And then going to the recovery cycle for defrost of the cooled 4 ⁇ 15 °C by condensing heat recovery storage tank [5] Sikkim features.
  • the compressor increases the pressure of the refrigerant in the vapor state so that the refrigerant in the vapor state condenses easily in the condenser.
  • the compressed vapor refrigerant transfers the condensation waste heat from the condenser to the defrost water storage tank and supplies the high temperature condensate from the evaporator to the required refrigerant liquid.
  • the refrigerant liquid is supplied to the quenching chamber, the freezing chamber, and the refrigerating chamber, and absorbs the surrounding heat from the quenching cooler, the freezing cooler, and the refrigerating cooler to evaporate and cools the surroundings. .
  • the defrost system for removing the frost such as the quenching chamber, freezer compartment, refrigerator compartment of the present invention to recover the condensation waste heat generated from the condenser in the defrost water storage tank to store the defrost water warm.
  • the defrost water stored in the defrost water storage tank is supplied to a quenching defroster, a freezing defroster, a refrigerated defroster and the like after the defrosting system is operated and is recovered to the defrost water storage tank.
  • FIG. 2 is a schematic view for explaining the multi-stage compression in the cooling system of the quenching chamber freezer compartment using the multi-stage compressor of the present invention.
  • the compressed refrigerant is injected into an intermediate cooler, cooled to a saturation temperature corresponding to the intermediate pressure, and then the cooled refrigerant is again a high stage compressor.
  • a two-stage compressor for suction compression to create a high temperature, high pressure, steam refrigerant.
  • the cooling system of the present invention compresses the refrigerant in the vapor state to the intermediate pressure in the low stage compressor, injects the compressed refrigerant into the intermediate cooler, cools to a saturation temperature corresponding to the intermediate pressure, and then sucks the cooled refrigerant into the high stage compressor again.
  • a two-stage compressor for compressing to produce a high temperature and high pressure steam refrigerant;
  • a condenser for condensing the high temperature and high pressure vapor refrigerant generated in the compressor into a liquid refrigerant liquid;
  • a quench chamber evaporator configured to quench the vaporized evaporator by receiving the refrigerant liquid discharged from the condenser into an electron valve and an expansion valve;
  • a freezer compartment evaporator configured to vaporize and evaporate the refrigerant liquid discharged from the condenser and the refrigerant gas recovered from the quenching chamber;
  • a refrigerating compartment evaporator configured to vaporize and evaporate the refrigerant liquid discharged from the condenser and the gas recovered from the freezing chamber.
  • FIG 3 is a schematic diagram showing a refrigerant supply circulation recovery path of the quench compartment freezer compartment refrigerator compartment in the cooling system of the quench compartment freezer compartment refrigerator compartment using the multi-stage compressor of the present invention.
  • the three-stage cooling of the present invention expands the refrigerant liquid into the quench chamber expansion valve 1 after passing the low-temperature refrigerant liquid discharged by two-stage compression condensation through the electron valves a and b in the quenching chamber.
  • the quenching chamber is quenched to -25 ° C, and the refrigerant liquid is expanded at an ultra low temperature state to the quenching chamber expansion valve 2 and vaporized in a quenching chamber evaporator at -40 ° C or lower to quench the temperature of the quenching chamber to -40 to -30 ° C.
  • the refrigerant gas recovered from the quenching chamber is injected through the freezing chamber refrigerant gas supply electron valve 7 and the low temperature refrigerant liquid discharged from the condenser is discharged from the condenser according to the superheat degree of suction gas drawn into the freezing chamber.
  • the refrigerant liquid into the freezer compartment expansion valve (4) through the freezer compartment evaporator to evaporate in the freezer compartment evaporator to freeze the temperature of the freezer compartment to -20 ⁇ -15 °C.
  • the refrigerant gas recovered from the freezer compartment is injected through the refrigerating chamber refrigerant gas supply electronic valve 8 and the low temperature refrigerant liquid discharged from the condenser is transferred through the electronic valves e and f according to the superheat degree of the suction gas sucked into the refrigerating chamber.
  • the refrigerant liquid is expanded to the refrigerating chamber expansion valve 6, injected into the refrigerating chamber evaporator, and vaporized in the refrigerating chamber evaporator to refrigerate the temperature of the refrigerating chamber to 0 to 5 ° C.
  • the electronic valve (c) and the freezing chamber refrigerant liquid injection manual valve 3 are opened to inject the refrigerant liquid into the freezing chamber to cool the freezing chamber. Do it.
  • the electronic valve (e) and the refrigerating compartment refrigerant liquid injection manual valve 5 are opened to inject the refrigerant liquid into the refrigerating compartment to cool the refrigerating compartment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a refrigerant supply circulation recovery path of the quench unit cooler (evaporator), the freezer compartment unit cooler (evaporator) and the refrigerating compartment unit cooler (evaporator) of the present invention.
  • the low-temperature refrigerant liquid discharged from the condenser through the liquid pipe (common) is sequentially supplied to the quenching chamber, the freezing chamber, and the refrigerating chamber. Meanwhile, the refrigerant gas recovered from the quenching chamber is injected into the freezing chamber after closing the electron valve V1, and the refrigerant gas recovered from the freezing chamber is injected into the refrigerating chamber after closing the electron valve V2.
  • the valve used at this time may use a solenoid valve normally or a manual control valve as needed.
  • Figure 5a is a detailed view showing the operating state of the cooling system of the freezer compartment freezer compartment during normal operation in the three-stage cooling and defrosting system of the freezer compartment freezer compartment of the present invention.
  • the operation of the freezer system is circulated to cool the quench compartment freezer compartment three stages.
  • Condensate waste heat during normal operation When the temperature of the defrost water in the condensate waste heat recovery storage tank [4] is below 40 °C, open the 3-way valve [6] in the bypass direction to close the normal circulation of the high-temperature, high-pressure steam refrigerant gas, and condensate.
  • the heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is additionally supplied into the waste heat recovery storage tank [4], and when the temperature of the defrost water is 40 ° C. or higher, the three-way valve [6] is opened in the forward direction to operate the refrigerating system normally.
  • Figure 5b is a detailed view showing the operating state of the energy-saving defrost system using the condensation waste heat of the quench freezer freezer compartment during defrosting operation in the three-stage cooling and defrosting system of the quench compartment freezer compartment of the present invention.
  • the operation of the refrigeration system is stopped, the circulating pump [5] is restarted and the check valve V7 is opened to remove the defrosted water stored in the condensed waste heat recovery storage tank [4].
  • the frost on the outer surface of the pipe of the evaporative cooler [3] in the freezer compartment freezer compartment is removed by condensation waste heat, and the cooled defrost water is recovered and circulated to the condensation waste heat recovery storage tank [4].
  • R1 Freezer refrigerant gas supply electromagnetic valve
  • R2 Refrigerator refrigerant gas supply electronic valve

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)
  • Defrosting Systems (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

본 발명은 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실 등을 냉각시키는 시스템 및 응축 폐열을 이용하여 급냉실, 냉동실, 냉장실 내의 성에를 제상시키는 에너지 절감형 제상 시스템에 관한 것이다.

Description

급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템
본 발명은 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실 등을 냉각시키는 시스템 및 응축 폐열을 이용하여 급냉실, 냉동실, 냉장실 내의 성에를 제상시키는 에너지 절감형 제상 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 압축기를 사용하여 냉매를 압축시킨 후 응축기에서 배출된 냉매액을 전자변을 통해 급냉실에 우선 주입 기화시켜 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키고, 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 냉동실 전자변을 통해 분사하고 냉동실로 흡입되는 흡입가스 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 냉매액을 주입 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키고, 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 냉장실 전자변을 통해 분사하고 냉장실로 흡입되는 흡입가스 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 냉매액을 주입 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 3단계 냉각 시스템 및 냉동장치 내의 응축기에서 외부로 방출되는 응축폐열을 저장탱크를 통해 회수하고 저장탱크에서 가온시킨 제상수를 제상수 공급관을 통해 급냉실, 냉동실, 냉장실 내의 증발 냉각기를 제상시키는 에너지 절감형 제상 시스템에 관한 것이다.
냉각 시스템은 냉매를 순환시키면서 부하에서 열 교환을 통해 정해진 공간을 냉각시키는 장치이다. 본 발명의 3단계 냉각 시스템 역시 냉매의 압축, 응축, 팽창, 증발의 4단계 냉각 공정을 순차적으로 반복하면서 증발기에서 기화열을 부하에서 흡수함으로써 부하를 냉각시키는 시스템이다.
압축기는 응축기 내에서 증기 상태의 냉매가 쉽게 응축되도록 증기 상태의 냉매의 압력을 증가시키는 장치이다. 이러한 압축기 작용에 의해 냉매는 응축과 증발 과정을 반복하면서 열을 전달하게 되는 것이다. 통상 압축기의 형태는 실린더 내에서 상하로 움직이는 피스톤을 통해 증기를 압축시키는 형태이다. 압축기에서 압축된 증기 상태의 냉매는 응축기에서 외부 응축 매체로 열을 전달시키고 응축된 액을 수액기를 통해 증발기에서 필요한 냉매액을 공급하게 된다. 따라서 수액기는 응축된 액을 보관하면서 증발기에 냉매액을 일정하게 공급하는 역할을 하게 된다.
증발기에서 응축된 냉매를 -30℃ 이하의 저온에서 증발시키려면 증발 압력이 매우 낮게 되어 1단계의 압축기로는 증발 압력에서 응축 압력까지 냉매를 압축하는 것은 현실적으로 어렵게 된다. 이때 압축기를 다수 사용하여 2단 또는 3단의 단계적 압축을 행하게 되면 응축 압력까지 압력을 높이고 증발 압력까지 압력을 낮추는 것이 가능하게 된다.
이러한 다단 압축의 공정을 2단 압축 경우를 통해 살펴보면 1단 압축기에서 증기 상태의 냉매를 중간 압력까지 압축시킨 후 압축된 냉매를 중간 냉각기(Inter-cooler)에 주입하여 중간 압력에 상응하는 포화 온도로 냉각시킨 후 냉각된 냉매를 다시 2단 압축기에 흡입 압축시켜 고온 고압의 증기 상태 냉매를 생성시켜 응축기로 이송시키는 것이다.
또한 응축기에서 응축된 고온 고압의 냉매액은 팽창변을 지나면서 유량이 조정되어 저온저압으로 변화되고 저온저압 상태의 냉매액이 증발기 내로 유입되어 분사되면서 급팽창되어 주위로부터 기화열을 흡수시켜 열교환 됨으로써 주위의 공간을 냉각시킬 뿐만 아니라 증발기 외부에 성에를 발생시키는 것이다.
이때 외부 공기의 열을 흡수하는 증발기 표면온도는 외부 공기의 온도에 비하여 상대적으로 낮고 이로 인하여 증발기 표면에는 상대적으로 고온 습윤 상태인 외부 공기로부터 응결된 수분이 달라붙게 되어 성에가 생성되는 것이다. 이와 같이 증발기 표면에 생성된 성에는 시간이 지남에 따라 점점 두꺼워지고 이로 인해 증발기를 통과하는 공기의 열교환 효율이 떨어져 냉각 효율이 떨어지고 과다한 전력 소모가 발생하게 되는 것이다.
한편 급냉 동결실과 냉동 보관실 내부에 유니트쿨러를 설치하여 복분자 등의 냉동 제품을 급냉 및 냉동 보관하는 장치는 본 발명자에 의해 대한민국 공개특허 제10-2006-5303호 '복분자 급냉 및 냉동 보관 장치'를 통해 개시된 바 있다.
상기 특허문헌에 개시된 기술 사항을 살펴보면 '급냉 동결실과 냉동 보관실 내부에 유니트쿨러를 설치하여 복분자를 급냉 및 냉동 보관하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매를 다수의 압축기의 일부 또는 전부를 이용하여 압축시킨 후, 공랭식 응축기에서 응축시키고 고압 수액기를 통과시킨 후, 판형 중간 냉각기에서 냉각시키고 냉매 일부는 압축기로 재순환시킨 후, 냉동 보관실용 유니트쿨러와 급냉 동결실용 유니트쿨러에서 냉매를 증발시켜 급냉 동결실의 온도를 -40~-20℃로 급냉시키고, 냉동 보관실의 온도를 -15~5℃로 냉동시킨 후, 증발된 냉매를 액 분리기에서 회수하여 상기 압축기로 순환시키는 복분자 급냉 및 냉동 보관 장치'가 개시되어 있는 것이다.
상기 특허문헌에서는 -40~-20℃의 급냉 동결실과 -15~5℃의 냉동 보관실을 급냉 냉동시키는 냉각 시스템이 개시되어 있다. 그러나 상기 특허문헌에서는 -40℃ 내외의 급냉 동결실을 냉각시키기 위한 다단계 압축 공정과 이에 따른 냉매의 순환만을 개시하고 있을 뿐, 본 발명과 같이 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실 등을 순차적으로 냉각시키는 3단계 냉각 시스템에 대해서는 개시하지 않았으며 냉매의 열 전달 흡수 방출 등의 열 효율을 극대화시킬 수 있는 냉매의 공급 순환 회수 공정에 대해서도 전혀 개시하지 않았다.
이에 본 발명자는 본 발명자의 이전 특허발명의 -40~-20℃의 급냉 동결실과 -15~5℃의 냉동 보관실을 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실로 세분화시킨 후 이에 따른 최적의 냉매 공급 순환 회수 시스템 및 응축 폐열을 이용하여 급냉실, 냉동실, 냉장실 내의 성에를 제상시키는 에너지 절감형 제상 시스템을 개발하기 위해 지속적으로 시도하였다.
이에 따라 저단과 고단의 2단계 압축기를 사용하여 냉매를 2단 압축 후 응축시켜 배출된 냉매액을 전자변을 통해 급냉실에 우선 주입시킨 후 급냉실 팽창변을 통해 -40℃ 이하의 초저온에서 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키고, 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 전자변을 통해 분사하고 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변을 통해 냉동실 증발기에 주입 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키고, 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 전자변을 통해 분사하고 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변을 통해 냉장실 증발기에 주입 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 3단계 냉각 시스템 및 응축기에서 발생하는 응축 폐열을 열교환시켜 회수하는 응축 폐열을 이용한 에너지 절감형 급냉실, 냉동실, 냉장실 제상 시스템을 발명하고 본 발명을 완성하게 된 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템을 개발코자 한 것이다. 더욱 상세하게는 저단과 고단의 2단계 압축기를 사용하여 냉매를 2단 압축 후 응축시켜 배출된 냉매액을 전자변을 통해 급냉실에 우선 주입시킨 후 급냉실 팽창변을 통해 -40℃ 이하의 초저온에서 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키고, 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 전자변을 통해 분사하고 냉동기로 가는 흡입가스 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변을 통해 냉동실 증발기에 주입 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키고, 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 전자변을 통해 분사하고 냉동기로 가는 흡입가스의 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변을 통해 냉장실 증발기에 주입 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 3단계 냉각 시스템 및 응축기에서 발생하는 응축 폐열을 열교환 회수하는 응축 폐열을 이용한 에너지 절감형 급냉실, 냉동실, 냉장실의 제상 시스템을 개발코자 한 것이다.
본 발명의 목적은 다단 압축기를 사용한 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템에 있어서, 상기 3단계 냉각은 1) 저단과 고단의 2단계 압축기를 사용하여 냉매를 2단 압축, 응축시켜 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S3)을 통해 급냉실에 우선 주입시킨 후 급냉실 팽창변을 통해 -40℃ 이하의 초저온에서 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키는 단계; 2) 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 전자변(V1)을 폐쇄시킨 후 전자변(R1)을 통해 분사하고 냉동실의 온도가 -20℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S2) 및 팽창변을 통해 냉동실 증발기에 주입시켜 냉동실 증발기에서 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키는 단계; 및 3) 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 전자변(V2)을 폐쇄시킨 후 전자변(R2)을 통해 분사하고 냉장실의 온도가 0℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S1) 및 팽창변을 통해 냉장실에 주입시켜 냉장실 증발기에서 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 단계;로 이루어진 3단계 냉각임을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템을 제공하는 것이다.
이때 상기 냉각 시스템은 1) 저단 압축기에서 증기 상태의 냉매를 중간 압력까지 압축시킨 후 압축된 냉매를 중간 냉각기(Inter-cooler)에 주입하여 중간 압력에 상응하는 포화 온도로 냉각시킨 후 냉각된 냉매를 다시 고단 압축기에 흡입 압축시켜 고온 고압의 냉매 가스를 생성시키는 2단계 압축기; 2) 압축기에서 생성된 고온 고압의 냉매 가스를 액상의 냉매액으로 응축시키는 응축기; 3) 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변, 팽창변으로 공급받아 기화 증발시켜 급냉시키는 급냉실 증발기; 4) 응축기로부터 배출된 냉매액과 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 공급받아 기화 증발시키는 냉동실 증발기; 및 5) 응축기로부터 배출된 냉매액과 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 가스를 공급받아 기화 증발시키는 냉장실 증발기;로 이루어져 있음을 특징으로 한다.
또한 상기 냉각 시스템 내의 3단계 냉각은 1) 2단 압축 응축시켜 배출된 저온의 냉매액을 전자변(a, b)을 통과시킨 후 급냉실 팽창변(1)으로 냉매액을 팽창시켜 -25℃까지 급냉시키고 다시 급냉실 팽창변(2)으로 초저온 상태에서 냉매액을 팽창시켜 -40℃ 이하로 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키는 단계; 2) 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 냉동실 냉매 가스 공급 전자변(7)을 통해 분사하고 냉동실의 온도가 -20℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(c, d)을 통해 냉동실 팽창변(4)으로 냉매액을 팽창시켜 냉동실 증발기에 주입시켜 냉동실 증발기에서 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키는 단계; 및 3) 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 냉장실 냉매 가스 공급 전자변(8)을 통해 분사하고 냉장실의 온도가 0℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(e, f)을 통해 냉장실 팽창변(6)으로 냉매액을 팽창시켜 냉장실 증발기에 주입시켜 냉장실 증발기에서 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 단계;로 이루어진 3단계 냉각임을 특징으로 한다.
한편 상기 단계 2)에서 급냉실에서 회수된 냉매 가스의 온도가 -20℃보다 높아지면 전자변(c)과 냉동실 냉매액 분사 수동 밸브(3)를 개방하여 냉매액을 냉동실에 분사시키고, 상기 단계 3)에서 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스의 온도가 0℃보다 높아지면 전자변(e)과 냉장실 냉매액 분사 수동 밸브(5)를 개방하여 냉매액을 냉장실에 분사시킴을 특징으로 한다.
한편 상기 제상 시스템은 응축폐열을 제상수와 열교환시키고 가온된 제상수를 저장시키는 응축폐열 회수저장탱크[4]를 설치하고, 제어판에 의해 정상운전과 성에제거운전을 선택 제어하며, 정상 운전시에는 냉동장치 시스템의 운전을 순환 진행시키고, 순환펌프[5] 작동을 중지하고 체크밸브(V7)를 폐쇄시켜 실외응축기[2]에서 방출하는 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수와 열교환하면서 30~40℃까지 가온시켜 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 응축 폐열을 저장시키고, 성에제거 운전시에는 냉동장치 시스템의 운전을 중단시키고, 순환펌프[5] 작동을 재개하고 체크밸브(V7)를 개방시켜 상기 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 가온 저장된 30~40℃의 제상수를 제상열 공급관에 공급하여 증발냉각기[3] 배관 외부 표면의 성에를 응축 폐열로 제거시킨 후 냉각된 4~15℃의 제상수를 응축폐열 회수 저장탱크[4]로 회수 순환시킴을 특징으로 한다.
또한 정상 운전시 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수의 온도가 40℃ 이하인 경우에는 3-방향 밸브[6]를 우회 방향 개방하여 고온 고압 증기상 냉매가스의 정상 순환을 폐쇄하고 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 고온 고압의 냉매가스 열을 추가로 공급하고, 제상수의 온도가 40℃ 이상인 경우에는 3-방향 밸브[6]를 정방향 개방하여 냉동장치 시스템을 정상 운전시킴을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템을 제공하는 것이다.
급냉실 팽창변을 통해 -40℃ 이하의 초저온에서 급냉실 증발기에서 냉매액을 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키고, 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 전자변을 통해 분사하고 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변을 통해 냉동실 증발기에 주입 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키고, 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 전자변을 통해 분사하고 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변을 통해 냉장실 증발기에 주입 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 3단계 냉각 시스템 및 응축기에서 발생하는 응축 폐열을 열교환 회수하는 응축 폐열을 이용한 에너지 절감형 급냉실, 냉동실, 냉장실의 제상 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실 등을 냉각시키는 시스템 및 응축 폐열을 이용하여 급냉실, 냉동실, 냉장실 내의 성에를 제상시키는 에너지 절감형 제상 시스템의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다단 압축기를 사용한 급냉실 냉동실 냉장실의 냉각 시스템 내의 다단 압축을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2에 나타난 바와 같이 본 발명에서는 저단 압축기에서 증기 상태의 냉매를 중간 압력까지 압축시킨 후 압축된 냉매를 중간 냉각기에 주입하여 중간 압력에 상응하는 포화 온도로 냉각시킨 후 냉각된 냉매를 다시 고단 압축기에 흡입 압축시켜 고온 고압의 증기 상태 냉매를 생성시키는 2단계 압축기를 사용한다.
도 3은 본 발명의 다단 압축기를 사용한 급냉실 냉동실 냉장실의 냉각 시스템 내의 급냉실 냉동실 냉장실의 냉매 공급 순환 회수 경로를 나타내는 개략도이다.
도 3에 나타난 바와 같이 본 발명의 3단계 냉각은 급냉실의 경우 2단 압축 응축시켜 배출된 저온의 냉매액을 전자변(a, b)을 통과시킨 후 급냉실 팽창변(1)으로 냉매액을 팽창시켜 -25℃까지 급냉시키고 다시 급냉실 팽창변(2)으로 초저온 상태에서 냉매액을 팽창시켜 -40℃ 이하로 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시킨다.
또한 냉동실의 경우 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 냉동실 냉매 가스 공급 전자변(7)을 통해 분사하고 냉동실로 흡입되는 흡입가스 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(c, d)을 통해 냉동실 팽창변(4)으로 냉매액을 팽창시켜 냉동실 증발기에 주입시켜 냉동실 증발기에서 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시킨다.
한편 냉장실의 경우 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 냉장실 냉매 가스 공급 전자변(8)을 통해 분사하고 냉장실로 흡입되는 흡입가스 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(e, f)을 통해 냉장실 팽창변(6)으로 냉매액을 팽창시켜 냉장실 증발기에 주입시켜 냉장실 증발기에서 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시킨다.
도 4는 본 발명의 급냉실 유니트쿨러(증발기), 냉동실 유니트쿨러(증발기) 및 냉장실 유니트쿨러(증발기)의 냉매 공급 순환 회수 경로를 나타내는 모식도이다. 액관(공통)을 통해 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액이 급냉실, 냉동실, 냉장실에 순차적으로 공급된다. 한편 급냉실에서 회수된 냉매 가스는 전자변(V1)을 폐쇄시킨 후 냉동실로 주입되고 냉동실에서 회수된 냉매 가스는 전자변(V2)을 폐쇄시킨 후 냉장실로 주입된다. 이때 사용되는 밸브는 통상 전자변이나 필요에 따라 수동 제어 밸브를 사용하는 경우도 있다.
도 5a는 본 발명의 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템에 있어서 정상 운전시 급냉실 냉동실 냉장실의 냉각 시스템의 작동 상태를 나타낸 상세도이다.
정상 운전시 냉동장치 시스템의 운전을 순환 진행시켜 급냉실 냉동실 냉장실을 3단계 냉각시킨다. 이때 순환펌프[5] 작동을 중지하고 체크밸브(V7)를 폐쇄시켜 실외응축기[2]에서 방출하는 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수와 열교환하면서 가온시켜 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 응축 폐열을 저장시킨다.
도 5b는 본 발명의 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템에 있어서 성에제거 운전시 급냉실 냉동실 냉장실의 응축 폐열을 이용한 에너지 절감형 제상 시스템의 작동 상태를 나타낸 상세도이다.
성에제거 운전시 냉동장치 시스템의 운전을 중단시키고 순환펌프[5] 작동을 재개하고 체크밸브(V7)를 개방시켜 상기 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 가온 저장된 30~40℃의 제상수를 제상열 공급관에 공급하여 급냉실 냉동실 냉장실 내의 증발냉각기[3] 배관 외부 표면의 성에를 응축 폐열로 제거시킨 후 냉각된 제상수를 응축폐열 회수저장탱크[4]로 회수 순환시킨다.
본 발명은 다단 압축기를 사용한 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템에 있어서, 상기 3단계 냉각은 1) 저단과 고단의 2단계 압축기를 사용하여 냉매를 2단 압축, 응축시켜 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S3)을 통해 급냉실에 우선 주입시킨 후 급냉실 팽창변을 통해 -40℃ 이하의 초저온에서 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키는 단계; 2) 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 전자변(V1)을 폐쇄시킨 후 전자변(R1)을 통해 분사하고 냉동실의 온도가 -20℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S2) 및 팽창변을 통해 냉동실 증발기에 주입시켜 냉동실 증발기에서 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키는 단계; 및 3) 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 전자변(V2)을 폐쇄시킨 후 전자변(R2)을 통해 분사하고 냉장실의 온도가 0℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S1) 및 팽창변을 통해 냉장실에 주입시켜 냉장실 증발기에서 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 단계;로 이루어진 3단계 냉각임을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템에 관한 것이다.
또한 본 발명의 제상 시스템은 응축폐열을 제상수와 열교환시키고 가온된 제상수를 저장시키는 응축폐열 회수저장탱크[4]를 설치하고, 제어판에 의해 정상운전과 성에제거운전을 선택 제어하며, 정상 운전시에는 냉동장치 시스템의 운전을 순환 진행시키고, 순환펌프[5] 작동을 중지하고 체크밸브(V7)를 폐쇄시켜 실외응축기[2]에서 방출하는 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수와 열교환하면서 30~40℃까지 가온시켜 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 응축 폐열을 저장시키고, 성에제거 운전시에는 냉동장치 시스템의 운전을 중단시키고, 순환펌프[5] 작동을 재개하고 체크밸브(V7)를 개방시켜 상기 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 가온 저장된 30~40℃의 제상수를 제상열 공급관에 공급하여 증발냉각기[3] 배관 외부 표면의 성에를 응축 폐열로 제거시킨 후 냉각된 4~15℃의 제상수를 응축폐열 회수 저장탱크[4]로 회수 순환시킴을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실 등을 냉각시키는 시스템 및 응축 폐열을 이용하여 급냉실, 냉동실, 냉장실 내의 성에를 제상시키는 에너지 절감형 제상 시스템의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 급냉실, 냉동실, 냉장실 등을 냉각시키는 냉각 시스템을 살펴보면 압축기는 증기 상태의 냉매의 압력을 증가시켜 응축기 내에서 증기 상태의 냉매가 쉽게 응축되도록 한다. 압축된 증기 상태의 냉매는 응축기에서 제상수 저장탱크로 응축폐열을 전달시키고 고온의 응축액을 증발기에서 필요한 냉매액을 공급하게 된다. 냉매액은 급냉실, 냉동실, 냉장실에 공급되고 급냉 쿨러, 냉동 쿨러, 냉장 쿨러에서 주위의 열을 흡수하여 증발시켜 주위를 냉각시킨 후 회수된 증기상의 냉매가 압축기로 회수되어 순환 사이클을 반복하게 된다.
한편 본 발명의 급냉실, 냉동실, 냉장실 등의 성에를 제거하기 위한 제상 시스템을 살펴보면 응축기로부터 발생하는 응축폐열을 제상수 저장탱크에서 회수하여 제상수를 가온 저장하게 된다. 또한 제상수 저장탱크에 가온 저장된 제상수는 제상 시스템 작동시 급냉 제상기, 냉동 제상기, 냉장 제상기 등에 공급하고 성에를 제거시킨 후 제상수 저장탱크로 회수한다.
도 2는 본 발명의 다단 압축기를 사용한 급냉실 냉동실 냉장실의 냉각 시스템 내의 다단 압축을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2에 나타난 바와 같이 본 발명에서는 저단 압축기에서 증기 상태의 냉매를 중간 압력까지 압축시킨 후 압축된 냉매를 중간 냉각기에 주입하여 중간 압력에 상응하는 포화 온도로 냉각시킨 후 냉각된 냉매를 다시 고단 압축기에 흡입 압축시켜 고온 고압의 증기 상태 냉매를 생성시키는 2단계 압축기를 사용한다.
또한 본 발명의 냉각 시스템은 저단 압축기에서 증기 상태의 냉매를 중간 압력까지 압축시킨 후 압축된 냉매를 중간 냉각기에 주입하여 중간 압력에 상응하는 포화 온도로 냉각시킨 후 냉각된 냉매를 다시 고단 압축기에 흡입 압축시켜 고온 고압의 증기 상태 냉매를 생성시키는 2단계 압축기; 압축기에서 생성된 고온 고압의 증기상 냉매를 액상의 냉매액으로 응축시키는 응축기; 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변, 팽창변으로 공급받아 기화 증발시켜 급냉시키는 급냉실 증발기; 응축기로부터 배출된 냉매액과 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 공급받아 기화 증발시키는 냉동실 증발기; 및 응축기로부터 배출된 냉매액과 냉동실에서 회수된 가스를 공급받아 기화 증발시키는 냉장실 증발기;로 구성되어 있다.
도 3은 본 발명의 다단 압축기를 사용한 급냉실 냉동실 냉장실의 냉각 시스템 내의 급냉실 냉동실 냉장실의 냉매 공급 순환 회수 경로를 나타내는 개략도이다.
도 3에 나타난 바와 같이 본 발명의 3단계 냉각은 급냉실의 경우 2단 압축 응축시켜 배출된 저온의 냉매액을 전자변(a, b)을 통과시킨 후 급냉실 팽창변(1)으로 냉매액을 팽창시켜 -25℃까지 급냉시키고 다시 급냉실 팽창변(2)으로 초저온 상태에서 냉매액을 팽창시켜 -40℃ 이하로 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시킨다.
또한 냉동실의 경우 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 냉동실 냉매 가스 공급 전자변(7)을 통해 분사하고 냉동실로 흡입되는 흡입가스 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(c, d)을 통해 냉동실 팽창변(4)으로 냉매액을 팽창시켜 냉동실 증발기에 주입시켜 냉동실 증발기에서 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시킨다.
한편 냉장실의 경우 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 냉장실 냉매 가스 공급 전자변(8)을 통해 분사하고 냉장실로 흡입되는 흡입가스 과열도에 따라 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(e, f)을 통해 냉장실 팽창변(6)으로 냉매액을 팽창시켜 냉장실 증발기에 주입시켜 냉장실 증발기에서 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시킨다.
한편 상기 냉동실 냉각 단계에서 급냉실에서 회수된 냉매 가스의 온도가 -20℃보다 높아지면 전자변(c)과 냉동실 냉매액 분사 수동 밸브(3)를 개방하여 냉매액을 냉동실에 분사시켜 냉동실의 냉각을 시행한다.
또한 상기 냉장실 냉각 단계에서 냉동실에서 회수된 냉매 가스의 온도가 0℃보다 높아지면 전자변(e)과 냉장실 냉매액 분사 수동 밸브(5)를 개방하여 냉매액을 냉장실에 분사시켜 냉장실의 냉각을 시행한다.
도 4는 본 발명의 급냉실 유니트쿨러(증발기), 냉동실 유니트쿨러(증발기) 및 냉장실 유니트쿨러(증발기)의 냉매 공급 순환 회수 경로를 나타내는 모식도이다.
도 4에 나타난 바와 같이 액관(공통)을 통해 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액이 급냉실, 냉동실, 냉장실에 순차적으로 공급된다. 한편 급냉실에서 회수된 냉매 가스는 전자변(V1)을 폐쇄시킨 후 냉동실로 주입되고 냉동실에서 회수된 냉매 가스는 전자변(V2)을 폐쇄시킨 후 냉장실로 주입된다. 이때 사용되는 밸브는 통상 전자변이나 필요에 따라 수동 제어 밸브를 사용하는 경우도 있다.
도 5a는 본 발명의 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템에 있어서 정상 운전시 급냉실 냉동실 냉장실의 냉각 시스템의 작동 상태를 나타낸 상세도이다.
정상 운전시 냉동장치 시스템의 운전을 순환 진행시켜 급냉실 냉동실 냉장실을 3단계 냉각시킨다. 이때 순환펌프[5] 작동을 중지하고 체크밸브(V7)를 폐쇄시켜 실외응축기[2]에서 방출하는 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수와 열교환하면서 가온시켜 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 응축 폐열을 저장시킨다.
정상 운전시 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수의 온도가 40℃ 이하인 경우에는 3-방향 밸브[6]를 우회 방향 개방하여 고온 고압 증기상 냉매가스의 정상 순환을 폐쇄하고 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 고온 고압의 냉매가스 열을 추가로 공급하고, 제상수의 온도가 40℃ 이상인 경우에는 3-방향 밸브[6]를 정방향 개방하여 냉동장치 시스템을 정상 운전시킨다.
도 5b는 본 발명의 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템에 있어서 성에제거 운전시 급냉실 냉동실 냉장실의 응축 폐열을 이용한 에너지 절감형 제상 시스템의 작동 상태를 나타낸 상세도이다.
성에제거 운전시 냉동장치 시스템의 운전을 중단시키고 순환펌프[5] 작동을 재개하고 체크밸브(V7)를 개방시켜 상기 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 가온 저장된 30~40℃의 제상수를 제상열 공급관에 공급하여 급냉실 냉동실 냉장실 내의 증발냉각기[3] 배관 외부 표면의 성에를 응축 폐열로 제거시킨 후 냉각된 제상수를 응축폐열 회수저장탱크[4]로 회수 순환시킨다.
[부호의 설명]
a, b : 급냉실 냉매액 공급 전자변
c, d : 냉동실 냉매액 공급 전자변
e, f : 냉장실 냉매액 공급 전자변
1 : -25℃까지 냉각을 위한 급냉실 팽창변
2 : -40℃까지 냉각을 위한 급냉실 팽창변
3 : 냉동실 냉매액 분사 수동 밸브
4 : 냉동실 팽창변
5 : 냉장실 냉매액 분사 수동 밸브
6 : 냉장실 팽창변
7 : 냉동실 냉매가스 공급 전자변
8 : 냉장실 냉매가스 공급 전자변
9, 10, 11, 12 : 차단 전자변
S1 : 냉장실 냉매액 공급 전자변
S2 : 냉동실 냉매액 공급 전자변
S3 : 급냉실 냉매액 공급 전자변
S8 : 실외응축기 온도센서
S9 : 제상수 온도센서
S10 : 응축폐열 열교환 온도센서
S11 : 급냉 냉동 냉장 냉각기 온도센서
S12 : 성에감지 센서
S13 : 제상수 공급 온도센서
V1 : 냉매 가스 회수 전자변
V2 : 냉매 가스 회수 전자변
V7 : 체크밸브
R1 : 냉동실 냉매 가스 공급 전자변
R2 : 냉장실 냉매 가스 공급 전자변

Claims (6)

  1. 다단 압축기를 사용한 -40~-30℃의 급냉실, -20~-15℃의 냉동실 및 0~5℃의 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템에 있어서,
    상기 3단계 냉각은
    1) 저단과 고단의 2단계 압축기를 사용하여 냉매를 2단 압축, 응축시켜 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S3)을 통해 급냉실에 우선 주입시킨 후 급냉실 팽창변을 통해 -40℃ 이하의 초저온에서 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키는 단계;
    2) 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 전자변(V1)을 폐쇄시킨 후 전자변(R1)을 통해 분사하고 냉동실의 온도가 -20℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S2) 및 팽창변을 통해 냉동실 증발기에 주입시켜 냉동실 증발기에서 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키는 단계; 및
    3) 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 전자변(V2)을 폐쇄시킨 후 전자변(R2)을 통해 분사하고 냉장실의 온도가 0℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(S1) 및 팽창변을 통해 냉장실에 주입시켜 냉장실 증발기에서 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 단계;
    로 이루어진 3단계 냉각임을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각 시스템은
    1) 저단 압축기에서 증기 상태의 냉매를 중간 압력까지 압축시킨 후 압축된 냉매를 중간 냉각기(Inter-cooler)에 주입하여 중간 압력에 상응하는 포화 온도로 냉각시킨 후 냉각된 냉매를 다시 고단 압축기에 흡입 압축시켜 고온 고압의 냉매 가스를 생성시키는 2단계 압축기;
    2) 압축기에서 생성된 고온 고압의 냉매 가스를 액상의 냉매액으로 응축시키는 응축기;
    3) 응축기로부터 배출된 냉매액을 전자변, 팽창변으로 공급받아 기화 증발시켜 급냉시키는 급냉실 증발기;
    4) 응축기로부터 배출된 냉매액과 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 공급받아 기화 증발시키는 냉동실 증발기; 및
    5) 응축기로부터 배출된 냉매액과 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 가스를 공급받아 기화 증발시키는 냉장실 증발기;
    로 이루어져 있음을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 냉각 시스템 내의 3단계 냉각은
    1) 2단 압축 응축시켜 배출된 저온의 냉매액을 전자변(a, b)을 통과시킨 후 급냉실 팽창변(1)으로 냉매액을 팽창시켜 -25℃까지 급냉시키고 다시 급냉실 팽창변(2)으로 초저온 상태에서 냉매액을 팽창시켜 -40℃ 이하로 급냉실 증발기에서 기화시킴으로써 급냉실의 온도를 -40~-30℃로 급냉시키는 단계;
    2) 급냉실에서 회수된 냉매 가스를 냉동실 냉매 가스 공급 전자변(7)을 통해 분사하고 냉동실의 온도가 -20℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(c, d)을 통해 냉동실 팽창변(4)으로 냉매액을 팽창시켜 냉동실 증발기에 주입시켜 냉동실 증발기에서 기화시킴으로써 냉동실의 온도를 -20~-15℃로 냉동시키는 단계; 및
    3) 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스를 냉장실 냉매 가스 공급 전자변(8)을 통해 분사하고 냉장실의 온도가 0℃가 되도록 응축기로부터 배출된 저온의 냉매액을 전자변(e, f)을 통해 냉장실 팽창변(6)으로 냉매액을 팽창시켜 냉장실 증발기에 주입시켜 냉장실 증발기에서 기화시킴으로써 냉장실의 온도를 0~5℃로 냉장시키는 단계;
    로 이루어진 3단계 냉각임을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 단계 2)에서 급냉실에서 회수된 냉매 가스의 온도가 -20℃보다 높아지면 전자변(c)과 냉동실 냉매액 분사 수동 밸브(3)를 개방하여 냉매액을 냉동실에 분사시키고, 상기 단계 3)에서 급냉실 또는 냉동실에서 회수된 냉매 가스의 온도가 0℃보다 높아지면 전자변(e)과 냉장실 냉매액 분사 수동 밸브(5)를 개방하여 냉매액을 냉장실에 분사시킴을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제상 시스템은
    응축폐열을 제상수와 열교환시키고 가온된 제상수를 저장시키는 응축폐열 회수저장탱크[4]를 설치하고, 제어판에 의해 정상운전과 성에제거운전을 선택 제어하며,
    정상 운전시에는 냉동장치 시스템의 운전을 순환 진행시키고, 순환펌프[5] 작동을 중지하고 체크밸브(V7)를 폐쇄시켜 실외응축기[2]에서 방출하는 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수와 열교환하면서 30~40℃까지 가온시켜 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 응축 폐열을 저장시키고,
    성에제거 운전시에는 냉동장치 시스템의 운전을 중단시키고, 순환펌프[5] 작동을 재개하고 체크밸브(V7)를 개방시켜 상기 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 가온 저장된 30~40℃의 제상수를 제상열 공급관에 공급하여 증발냉각기[3] 배관 외부 표면의 성에를 응축 폐열로 제거시킨 후 냉각된 4~15℃의 제상수를 응축폐열 회수 저장탱크[4]로 회수 순환시킴
    을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 정상 운전시 응축 폐열을 응축폐열 회수저장탱크[4] 내의 제상수의 온도가 40℃ 이하인 경우에는 3-방향 밸브[6]를 우회 방향 개방하여 고온 고압 증기상 냉매가스의 정상 순환을 폐쇄하고 응축폐열 회수저장탱크[4] 내에 고온 고압의 냉매가스 열을 추가로 공급하고, 제상수의 온도가 40℃ 이상인 경우에는 3-방향 밸브[6]를 정방향 개방하여 냉동장치 시스템을 정상 운전시킴을 특징으로 하는 3단계 냉각 및 제상 시스템.
PCT/KR2018/000716 2017-01-19 2018-01-16 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템 WO2018135826A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880018733.4A CN110662932B (zh) 2017-01-19 2018-01-16 使用速冻室、冷冻室和冷藏室的3级冷却和除霜系统
US16/479,163 US20200116395A1 (en) 2017-01-19 2018-01-16 3 stage cooling and defrosting system using quick-freezing chamber, freezing chamber, and refrigerating chamber

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0008990 2017-01-19
KR1020170008990A KR101891993B1 (ko) 2017-01-19 2017-01-19 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018135826A1 true WO2018135826A1 (ko) 2018-07-26

Family

ID=62908419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/000716 WO2018135826A1 (ko) 2017-01-19 2018-01-16 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200116395A1 (ko)
KR (1) KR101891993B1 (ko)
CN (1) CN110662932B (ko)
WO (1) WO2018135826A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110173953A (zh) * 2019-05-07 2019-08-27 湖北美的电冰箱有限公司 制冷设备及其化霜控制方法
CN110173945A (zh) * 2019-05-07 2019-08-27 湖北美的电冰箱有限公司 制冷设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111981648A (zh) * 2020-08-25 2020-11-24 Tcl空调器(中山)有限公司 空调器制热控制方法、装置、空调器及可读存储介质
KR102382796B1 (ko) * 2020-11-06 2022-04-04 박진섭 냉동실 및 냉장실의 브라인 간접 냉각 시스템
CN112503840A (zh) * 2021-01-04 2021-03-16 重庆西名制冷设备有限公司 一种冻库用的自动除霜装置
CN113983712B (zh) * 2021-10-22 2023-05-02 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种机组运行控制方法、装置、双级机组及制冷设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000033193A (ko) * 1998-11-20 2000-06-15 구자홍 심온 냉동실을 갖는 냉장고
KR100651179B1 (ko) * 2005-12-16 2006-11-30 박진섭 복분자 급냉 및 냉동 보관 장치
JP2007255864A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Mitsubishi Electric Corp 二段圧縮式冷凍装置
KR100796283B1 (ko) * 2007-09-28 2008-01-21 주식회사삼원기연 토출가스의 폐열을 이용한 에너지 절감형 냉동장치
KR101469459B1 (ko) * 2014-07-01 2014-12-08 주식회사 신진에너텍 복합 열원을 이용한 히트펌프 냉난방 시스템 및 그의 제어방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4850197A (en) * 1988-10-21 1989-07-25 Thermo King Corporation Method and apparatus for operating a refrigeration system
JP2639142B2 (ja) * 1989-12-01 1997-08-06 富士電機株式会社 冷気循環形オープンショーケースの除霜方式
JPH11257822A (ja) * 1998-03-16 1999-09-24 Matsushita Refrig Co Ltd 冷蔵庫
JP3437764B2 (ja) * 1998-06-29 2003-08-18 株式会社東芝 冷蔵庫の制御方法
EP1275913A3 (en) * 2001-06-26 2003-08-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Multiform gas heat pump type air conditioning system
US6981385B2 (en) * 2001-08-22 2006-01-03 Delaware Capital Formation, Inc. Refrigeration system
DK1794510T3 (da) * 2004-08-09 2012-05-21 Carrier Corp CO2 kølekredsløb med underkøling af det flydende kølemiddel med receiver-flashgassen samt fremgangsmåde til drift af dette
JP2007170758A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Sanden Corp 冷凍装置
KR100808180B1 (ko) * 2006-11-09 2008-02-29 엘지전자 주식회사 냉동사이클장치 및 냉장고
CN201449106U (zh) * 2009-03-25 2010-05-05 凌建军 能提高冬季冷凝温度和降低夏季冷凝温度的废热利用型消毒柜冰箱一体机
KR100948584B1 (ko) * 2009-12-28 2010-03-18 주식회사삼원기연 토출가스의 폐열을 이용한 에너지 절감형 냉동장치
TW201418648A (zh) * 2012-11-14 2014-05-16 hui-jun Chen 利用自然循環之熱驅動除霜裝置
CN203274406U (zh) * 2012-11-27 2013-11-06 江苏省苏食肉品有限公司 一种冷链中的冷库制冷系统
CN204460903U (zh) * 2014-08-19 2015-07-08 上海杰瑞空气设备有限公司 一种新型冷库氨压缩机热能回收融霜系统
CN104296454A (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 合肥华凌股份有限公司 冰箱
CN204494786U (zh) * 2014-12-29 2015-07-22 克莱门特捷联制冷设备(上海)有限公司 用于生产高温热水的多级空气源热泵
KR101694603B1 (ko) * 2015-01-12 2017-01-09 엘지전자 주식회사 공기 조화기
CN205580057U (zh) * 2016-03-28 2016-09-14 重庆耐德能源装备集成有限公司 冷库及其制冷系统
CN107289705B (zh) * 2016-03-30 2024-02-09 苏州圣荣元电子科技有限公司 一种低温冰箱
CN105865121B (zh) * 2016-03-31 2018-07-13 青岛海尔特种电冰箱有限公司 冷藏冷冻装置
CN205641303U (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 广东美的制冷设备有限公司 空调冰箱一体机及其多级制冷系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000033193A (ko) * 1998-11-20 2000-06-15 구자홍 심온 냉동실을 갖는 냉장고
KR100651179B1 (ko) * 2005-12-16 2006-11-30 박진섭 복분자 급냉 및 냉동 보관 장치
JP2007255864A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Mitsubishi Electric Corp 二段圧縮式冷凍装置
KR100796283B1 (ko) * 2007-09-28 2008-01-21 주식회사삼원기연 토출가스의 폐열을 이용한 에너지 절감형 냉동장치
KR101469459B1 (ko) * 2014-07-01 2014-12-08 주식회사 신진에너텍 복합 열원을 이용한 히트펌프 냉난방 시스템 및 그의 제어방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110173953A (zh) * 2019-05-07 2019-08-27 湖北美的电冰箱有限公司 制冷设备及其化霜控制方法
CN110173945A (zh) * 2019-05-07 2019-08-27 湖北美的电冰箱有限公司 制冷设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20200116395A1 (en) 2020-04-16
CN110662932B (zh) 2021-09-03
CN110662932A (zh) 2020-01-07
KR101891993B1 (ko) 2018-08-28
KR20180085839A (ko) 2018-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018135826A1 (ko) 급냉실 냉동실 냉장실의 3단계 냉각 및 제상 시스템
WO2016013800A1 (en) A refrigerator and a method controlling the same
WO2012169764A2 (en) Air conditioner in electric vehicle
WO2016003028A1 (ko) 복합 열원을 이용한 히트펌프 냉난방 시스템 및 그의 제어방법
CN109157861B (zh) 具有自除霜功能的间接冷凝式油气回收机组
WO2011149152A1 (en) Hot water supply device associated with heat pump
KR20010037714A (ko) 두 개의 증발기를 구비한 냉장고의 냉동 시스템
WO2015160162A1 (en) Refrigerator and method of controlling the same
WO2011090309A2 (en) Refrigerator and method for controlling the same
WO2018199682A1 (ko) 실외기 및 그 제어방법
WO2019245096A1 (ko) 효율적인 제상 운전이 가능한 복합식 냉각 시스템
WO2019203621A1 (ko) 저온 저장고의 냉각 시스템
KR100669257B1 (ko) 히트펌프 방식을 이용한 동결건조 장치 및 방법
WO2017115919A1 (ko) 냉장, 냉동 및 급냉 보관 장치
KR20100027353A (ko) 냉장냉동장치
WO2019245097A1 (ko) 액화가스 냉열 이용을 위한 융복합 냉각 시스템
KR102240394B1 (ko) 저온 냉동 창고의 냉장과 제상 동시 운전 시스템
US20210164711A1 (en) Cooling system for low temperature storage
WO2019146856A1 (ko) 이소부탄 냉매를 사용하는 냉동장치
CN114459179B (zh) 人工冰场二氧化碳直接蒸发式制冰系统及其使用方法
KR0182726B1 (ko) 독립냉각방식 냉장고의 제상장치
KR200405742Y1 (ko) 히트펌프 방식을 이용한 동결건조 장치
JPH0359369A (ja) 二元式極低温冷凍機における霜取り装置
KR100208132B1 (ko) 공기조화기의 냉동싸이클과 냉매제어장치
WO2016013799A1 (en) A refrigerator and a method controlling the same

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: 18741206

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: 18741206

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1