KR100597748B1

KR100597748B1 - 냉동시스템

Info

Publication number: KR100597748B1
Application number: KR1020040068118A
Authority: KR
Inventors: 손영국
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-07-07
Also published as: EP1630496A2; EP1630496A3; KR20060019433A; US20060042310A1

Abstract

본 발명은, 냉매를 압축시키는 압축기와, 압축기로부터 냉매를 제공받아 응축하는 응축기를 포함하는 냉동시스템에 관한 것으로서, 냉매관과 냉매관의 길이방향에 가로로 마련되는 복수의 핀을 가지며, 응축기에서 응축된 냉매를 증발시키는 제1 및 제2증발부를 갖는 증발기와; 응축기와 증발기의 냉매라인에 마련되어, 제1증발부와 제2증발부 중 어느 하나로의 냉매공급을 선택적으로 절환하는 절환밸브와; 절환밸브를 통해 제1증발부로 유입되는 냉매를 팽창시키며, 제2증발부의 적어도 일부영역에 제2증발부의 냉매관을 따라 외표면에 마련된 제1냉매팽창부와; 절환밸브를 통해 제2증발부로 유입되는 냉매를 팽창시키며, 제1증발부의 적어도 일부영역에 제1증발부의 냉매관을 따라 외표면에 마련된 제2냉매팽창부를 포함하고, 응축기로부터의 냉매가 절환밸브에 의해 제1냉매팽창부를 거쳐 제1증발부로 유입되는 제1순환과, 응축기로부터의 냉매가 절환밸브에 의해 제2냉매팽창부를 거쳐 제2증발부로 유입되는 제2순환 간의 전환이 가능하며, 제1순환 시 제2증발부는 제1냉매팽창부로부터의 열에 의해 제상되고, 제2순환 시 제1증발부는 제2냉매팽창부로부터의 열에 의해 제상되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 별도의 제상히터 없이도 증발기의 제상이 효율적으로 수행되어, 냉각성능이 향상되고, 소비전력이 감소된 냉동시스템이 제공된다.

Description

냉동시스템{Cooling system}

도 1은 본 발명에 따른 냉동시스템의 회로도,

도 2는 도 1에 따른 증발기의 정면도,

도 3은 도 2에 따른 증발기의 측면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 압축기 20 : 드라이어

30 : 절환밸브 41 : 제1모세관

42 : 제2모세관 51 : 제1증발부

51a : 냉매관 51b : 핀

52 : 제2증발부 60 : 응축기

본 발명은, 냉동시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 별도의 제상히터 없이도 증발기의 제상이 효율적으로 수행되는 냉동시스템에 관한 것이다.

일반적으로 냉동시스템( 이를 “냉동사이클”이라고도 함)은 압축기, 응축기 및 증발기 등의 폐회로로 구성되어 있다. 압축기에서 압축된 냉매는 응축기를 통해 액상으로 응축된 후, 증발기에서 증발된다. 증발기에서는 냉매를 증발시키는 과정에서 주위의 잠열을 이용하여 냉기를 발생시키게 된다.

여기서, 증발기에서 발생하는 냉기가 0℃보다 낮아, 증발기 주위의 공기 중에 포함된 수증기는 증발기 표면에 응결되어 성에를 형성하게 된다. 이러한 증발기의 성에에 의해 증발기의 냉기전달이 방해되므로, 이러한 증발기의 성에를 제거하기 위한 제상장치가 마련되는 것이 일반적이다.

제상장치의 한 예로 한국공개특허 제1998-052950호에는 증발기 하부에 제상히터와, 압축기와 응축기 사이에 핫파이프와, 핫파이프에서 분기되어 증발기 주위를 통과하여 증발기 입구로 연결되는 제상파이프와, 핫파이프와 제상파이프의 분기 지점에서 유로의 전환을 제어하는 조절밸브를 포함하는 제상장치가 개시되어 있다.

그런데 이러한 종래의 제상장치에 있어서, 제상파이프가 더 마련되어 소비전력이 감소된다고는 하나, 제상히터가 장착되어 있는 경우에는 필수적으로 제상히터의 구동을 위한 전력은 소모될 뿐만 아니라, 증발기 하측에 배치된 제상히터의 발열에 의해 온도가 상승되어 냉동시스템의 전체적인 성능을 저하시킨다는 문제점이 있다.

또한, 전술한 종래의 제상장치는 여러 부품으로 구성되기 때문에, 고장으로 인한 교체 시 교체비용이 상승하고, 또한 교체작업이 번거롭다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 별도의 제상히터 없이도 증발기의 제상이 효율적으로 수행되어, 냉각성능이 향상되고, 소비전력이 감소된 냉동시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 냉매를 제공받아 응축하는 응축기를 포함하는 냉동시스템에 있어서, 냉매관과 상기 냉매관의 길이방향에 가로로 마련되는 복수의 핀을 가지며, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발시키는 제1 및 제2증발부를 갖는 증발기와; 상기 응축기와 상기 증발기의 냉매라인에 마련되어, 상기 제1증발부와 상기 제2증발부 중 어느 하나로의 냉매공급을 선택적으로 절환하는 절환밸브와; 상기 절환밸브를 통해 상기 제1증발부로 유입되는 냉매를 팽창시키며, 상기 제2증발부의 적어도 일부영역에 상기 제2증발부의 상기 냉매관을 따라 외표면에 마련된 제1냉매팽창부와; 상기 절환밸브를 통해 상기 제2증발부로 유입되는 냉매를 팽창시키며, 상기 제1증발부의 적어도 일부영역에 상기 제1증발부의 상기 냉매관을 따라 외표면에 마련된 제2냉매팽창부를 포함하고, 상기 응축기로부터의 냉매가 상기 절환밸브에 의해 상기 제1냉매팽창부를 거쳐 상기 제1증발부로 유입되는 제1순환과, 상기 응축기로부터의 냉매가 상기 절환밸브에 의해 상기 제2냉매팽창부를 거쳐 상기 제2증발부로 유입되는 제2순환 간의 전환이 가능하며, 상기 제1순환 시 상기 제2증발부는 상기 제1냉매팽창부로부터의 열에 의해 제상되고, 상기 제2순환 시 상기 제1증발부는 상기 제2냉매팽창부로부터의 열에 의해 제상되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 및 제2냉매팽창부는 모세관형상으로 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 절환밸브는 솔레노이드밸브인 것이 바람직하다.

삭제

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동시스템의 회로도이고, 도 2는 도 1에 따른 증발기의 정면도이며, 도 3은 도 2에 따른 증발기의 측면도이다.

본 발명에 따른 냉동시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(10)와, 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기(60)와, 응축된 냉매를 증발시키는 증발기(51,52)를 포함한다.

증발기(51,52)는 제1증발부(51) 및 제2증발부(52)를 포함하며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1증발부(51)는 냉매가 흐르는 냉매관(51a)과, 냉매관(51a)의 길이방향에 가로로 이격간격을 두고 평행하게 배열되는 다수의 판상의 핀(51b)을 포함한다.

제2증발부(52)는, 도 2 및 도 3에 도시된 제1증발부(51)와 동일하게, 냉매가 흐르는 냉매관과, 냉매관의 길이방향에 가로로 이격간격을 두고 평행하게 배열되는 다수의 판상의 핀을 포함한다. 여기서, 제2증발부(52)는 제1증발부(51)와 동일한 형상이므로 도면을 생략하였다.

증발기(51,52)와 응축기(60) 사이의 냉매라인에는 냉매의 이동방향을 제어하는 절환밸브(30)가 마련되어 있다.

절환밸브(30)와 제1증발부(51) 사이의 냉매라인에는 응축기(60)로부터의 고 압의 냉매를 감압시키는 제1냉매팽창부인 제1모세관(41)이 마련되어 있다.

절환밸브(30)와 제2증발부(52) 사이의 냉매라인에는 응축기(60)로부터의 고압의 냉매를 감압시키는 제2냉매팽창부인 제2모세관(42)이 마련되어 있다.

절환밸브(30)는 전자식으로 동작하는 솔레노이드밸브이며, 응축기(60)로부터의 냉매의 이동방향을 절환한다.

즉, 절환밸브(30)는 응축기(60)로부터의 냉매를 제1모세관(41)을 거쳐 제1증발부(51)로 향하도록 하거나, 응축기(60)로부터의 냉매를 제2모세관(42)을 거쳐 제2증발부(52)로 향하도록 할 수 있다.

제1모세관(41)은 절환밸브(30)와 제1증발부(51) 사이의 냉매라인에 마련되어 응축기(60)로부터의 고압의 냉매를 저온저압으로 팽창시킨다.

제2모세관(42)은 절환밸브(30)와 제2증발부(52) 사이의 냉매라인에 마련되어 응축기(60)로부터의 고압의 냉매를 저온저압으로 팽창시킨다.

그리고, 제1모세관(41) 또는 제2모세관(42)으로 유입되는 냉매에 포함된 수분 및 이물질을 제거하여 , 제1모세관(41) 또는 제2모세관(42)의 폐쇄를 방지하는 드라이어(20)가, 응축기(60)와 절환밸브(30) 사이에 마련되어 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2모세관(42)은 절환밸브(30)로부터의 냉매가 제2모세관(42)을 통해 제2증발부(52)로 이동할 수 있도록 일측이 절환밸브(30)와 연결되고, 타측이 제2증발부(52)와 연결되어 있다.

그리고, 제2모세관(42)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1증발부(51)의 냉매관(51a) 외표면에 마련되어 있다. 즉, 제2모세관(42)은 제1증발부(51)의 냉 매관(51a)을 따라 냉매관(51a)의 외표면에 용접되어 있는 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1모세관(41)은 절환밸브(30)로부터의 냉매가 제1모세관(41)을 통해 제1증발부(51)로 이동할 수 있도록 일측이 절환밸브(30)와 연결되고, 타측이 제1증발부(51)와 연결되어 있다.

그리고 제1모세관(41)은 제2증발부(52)의 냉매관 외표면에 마련되어 있다. 즉, 제1모세관(41)은, 도 2 및 도 3의 제2모세관(42)과 동일한 형상으로, 제2증발부(52)의 냉매관을 따라 냉매관의 외표면에 용접되어 있으므로, 도면을 생략하였다.

이러한 구성을 갖는 냉동시스템에 있어서, 냉매의 순환과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1순환을 설명하기로 한다. 압축기(10)에서 냉매가 고온 고압으로 압축된 후, 응축기(60)로 유입되어 액상으로 응축된다.

응축기(60)에서 응축된 냉매는 드라이어(20)를 거쳐 절환밸브(30)에 의해 제1모세관(41)으로 유입된다. 냉매는 제1모세관(41)의 미세한 유로를 각각 흐르면서 감압된다. 이때, 제1모세관(41)은 제2증발부(52) 보다 상대적으로 높은 온도를 유지하고 있다. 따라서, 상대적으로 높은 온도인 제1모세관(41)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이, 제2증발부(52)의 냉매관에 부착되어 있으므로, 제2증발부(52)에 형성된 성에가 제거된다.

제1모세관(41)에서 감압된 상태의 냉매는 제1증발부(51)로 유입된 후, 기화 된다. 이에, 제1증발부(51)의 주변에서는 잠열에 의해 냉기가 형성되며, 제1증발부(51)에서 증발된 기체상태의 냉매는 압축기(10)로 복귀된다.

다음으로, 제2순환을 설명하기로 한다. 압축기(10)에서 냉매가 고온 고압으로 압축된 후, 응축기(60)로 유입되어 액상으로 응축된다.

응축기(60)에서 응축된 냉매는 드라이어(20)를 거쳐 절환밸브(30)에 의해 제2모세관(42)으로 유입된다. 냉매는 제2모세관(42)의 미세한 유로를 각각 흐르면서 감압된다. 이때, 제2모세관(42)은 제1증발부(51)보다 상대적으로 높은 온도를 유지하고 있다. 따라서, 상대적으로 높은 온도인 제2모세관(42)은 제1증발부(51)의 냉매관(51a)에 부착되어 있으므로, 제1증발부(51)에 형성된 성에가 제거된다.

제2모세관(42)에서 감압된 상태의 냉매는 제2증발부(52)로 유입된 후, 기화 된다. 이에, 제2증발부(52)의 주변에서는 잠열에 의해 냉기가 형성되며, 제2증발부(52)에서 증발된 기체상태의 냉매는 압축기(10)로 복귀된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 냉동시스템에서는, 절환밸브(30)에 의해서 냉매의 이동방향이 제어됨에 따라 제1순환과 제2순환이 번갈아 가면서 전환가능하다. 또한 제1순환 시 제1모세관(41)의 열에 의해 제2증발부(52)가 제상되고, 제2순환 시 제2모세관(42)의 열에 의해 제1증발부(51)가 제상된다.

별도의 제상히터 없이도 제1 및 제2순환 시에 증발기(51,52)를 제상시킬 수 있음에 따라, 제상히터의 열에 의해 냉동시스템의 전체적인 효율이 저하 및 제상히터에 의한 소비전력의 증가를 최소화할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 제1 및 제2냉매팽창부가 모세관형상으로 마련되어 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 전술한 실시예에서는 절환밸브(30)로 솔레노이드밸브를 사용하였으나, 이 역시 이에 한정되는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 별도의 제상히터 없이도 증발기의 제상이 효율적으로 수행되어, 냉각성능이 향상되고, 소비전력이 감소된 냉동시스템이 제공된다.

Claims

냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 냉매를 제공받아 응축하는 응축기를 포함하는 냉동시스템에 있어서,

냉매관과 상기 냉매관의 길이방향에 가로로 마련되는 복수의 핀을 가지며, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발시키는 제1 및 제2증발부를 갖는 증발기와;

상기 응축기와 상기 증발기의 냉매라인에 마련되어, 상기 제1증발부와 상기 제2증발부 중 어느 하나로의 냉매공급을 선택적으로 절환하는 절환밸브와;

상기 절환밸브를 통해 상기 제1증발부로 유입되는 냉매를 팽창시키며, 상기 제2증발부의 적어도 일부영역에 상기 제2증발부의 상기 냉매관을 따라 외표면에 마련된 제1냉매팽창부와;

상기 절환밸브를 통해 상기 제2증발부로 유입되는 냉매를 팽창시키며, 상기 제1증발부의 적어도 일부영역에 상기 제1증발부의 상기 냉매관을 따라 외표면에 마련된 제2냉매팽창부를 포함하고,

상기 응축기로부터의 냉매가 상기 절환밸브에 의해 상기 제1냉매팽창부를 거쳐 상기 제1증발부로 유입되는 제1순환과, 상기 응축기로부터의 냉매가 상기 절환밸브에 의해 상기 제2냉매팽창부를 거쳐 상기 제2증발부로 유입되는 제2순환 간의 전환이 가능하며,

상기 제1순환 시 상기 제2증발부는 상기 제1냉매팽창부로부터의 열에 의해 제상되고, 상기 제2순환 시 상기 제1증발부는 상기 제2냉매팽창부로부터의 열에 의해 제상되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2냉매팽창부는 모세관형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
제3항에 있어서,

상기 절환밸브는 솔레노이드밸브인 것을 특징으로 하는 냉동시스템.