KR101024404B1 - heat exchanger for refrigeration system - Google Patents

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KR101024404B1
KR101024404B1 KR1020090002195A KR20090002195A KR101024404B1 KR 101024404 B1 KR101024404 B1 KR 101024404B1 KR 1020090002195 A KR1020090002195 A KR 1020090002195A KR 20090002195 A KR20090002195 A KR 20090002195A KR 101024404 B1 KR101024404 B1 KR 101024404B1
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홍덕표
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Abstract

본 발명은 냉장냉동시스템용 열교환기에 관한 것이다. 본 발명은 하나의 밀폐된 내부공간을 갖는 하우징이 마련되며 상기 하우징에 그 내부공간과 연통되게 유입부 및 토출부가 마련되고 상기 하우징에 그 내부내면을 따라 돌면서 관통하도록 코일부를 포함하는 냉장냉동시스템용 열교환기에 있어서, 상기 코일부에는 그 양단에 제1, 제2코일연결라인이 연장되고 이 제1, 제2코일연결라인에 상기 코일부와 병렬로 바이패스라인이 마련되며 이 바이패스라인에 체크밸브와 압력스위치가 마련되고 상기 바이패스라인의 분기부와 코일부 사이에는 압력스위치에 의해 제어되어 코일부로 냉매의 흐름을 개폐하는 전동밸브가 마련된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system. The present invention provides a refrigeration refrigeration system comprising a coil having a sealed inner space and having an inlet and a discharge part in communication with the inner space of the housing and penetrating through the inner surface of the housing. In the heat exchanger for a coil, first and second coil connection lines extend at both ends of the coil part, and bypass lines are provided in parallel with the coil part at the first and second coil connection lines. A check valve and a pressure switch are provided, and an electric valve is provided between the branch of the bypass line and the coil to control the pressure switch to open and close the flow of the refrigerant to the coil.

따라서 외부기온이 높은 하절기엔 압축기에서 압축된 고온고압의 가스냉매를 1차적으로 응축(냉각)시킨 후 응축기로 공급하여 압축기의 토출압축압력을 적당하게 낮추어 압축기의 과부하와 이에 의한 손상을 방지하면서 응축기에서 보다 수월하고 확실하게 응축시킬 수 있으며, 외부기온이 낮은 저온이어서 압축기의 토출압축압력이 설정압력이하일 때 압축기에 의해 압축된 가스냉매를 열교환기에서 응축시킴 없이 그대로 바이패스라인으로 흐르게 하여 압축기의 고압압력이 필요압력보다 현저하게 낮음에 따른 냉동기의 성능저하를 방지할 수 있는 효과를 얻는다.Therefore, in summer, when the external temperature is high, the condenser is condensed while preventing the compressor overload and damage by lowering the compressed compression pressure of the compressor by first condensing (cooling) the gas refrigerant of the high temperature and high pressure compressed by the compressor. It can be condensed more easily and reliably, and when the discharge pressure of the compressor is lower than the set temperature because the external temperature is low, the gas refrigerant compressed by the compressor flows to the bypass line without condensing in the heat exchanger. It is possible to prevent the deterioration of the refrigerator due to the high pressure is significantly lower than the required pressure.

Description

냉장냉동시스템용 열교환기{heat exchanger for refrigeration system}Heat exchanger for refrigeration refrigeration system

본 발명은 냉장냉동시스템용 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 열교환기의 하우징을 관통하는 코일부에 대하여 선택적으로 유로를 전환시킬 수 있는 바이패스라인을 마련함으로써 외부기온이 높은 하절기엔 압축기에서 압축된 고온고압의 가스냉매를 곧바로 냉각, 즉 고온고압의 액상냉매로 응축시켜 압축기의 과부하를 방지하고, 외부기온이 낮은 동절기엔 압축기의 토출압축압력이 설정압력이하이면 바이패스라인을 통해 우회 통과시켜 항시 냉동성능을 유지할 수 있는 냉장냉동시스템용 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system, and more particularly, to provide a bypass line that can selectively switch the flow path to the coil portion passing through the housing of the heat exchanger in the summer of the compressor having a high external temperature The compressed high-temperature, high-pressure gas refrigerant is immediately cooled, that is, condensed with a high-temperature, high-pressure liquid refrigerant to prevent overload of the compressor.In winter, when the external compression temperature is lower than the set pressure, the bypass passes through the bypass line. It relates to a heat exchanger for refrigeration refrigeration system that can maintain the freezing performance at all times.

일반적으로, 특장차인 냉장차량이나 냉동차량에는 외부기온이 높은 하절기는 물론 외부기온이 낮은 환절기나 동절기에도 항시 일정한 냉장, 냉동성능을 유지한 상태로 보관하기 위한 냉장, 냉동시스템이 구비되어 있다. 상기 냉장, 냉동시스템은 통상 압축기, 응축기, 드라이어, 팽창밸브 및 증발기가 냉매라인을 통해 하나의 냉동사이클을 이루도록 마련된다. In general, a refrigerated vehicle or a refrigerated vehicle, which is a special vehicle, is provided with a refrigeration system and a refrigeration system for maintaining a constant refrigeration and freezing performance at all times even in a summer season or a winter season when the outside temperature is low. The refrigeration and refrigeration system is usually provided such that a compressor, a condenser, a dryer, an expansion valve and an evaporator form a refrigeration cycle through the refrigerant line.

상기와 같은 구성으로 된 냉동사이클은 증발기를 통과한 저온저압의 가스냉매가 압축기에 의해 고온고압의 가스냉매로 압축되며, 이렇게 압축된 고온고압의 가스냉매는 응축기로 유입되어 이를 거치는 동안 그 외부의 냉각팬에 의해 공급되는 외기가 가스냉매가 갖고 있는 열을 빼앗아가므로 고온고압의 액상냉매로 되게 된다.In the refrigeration cycle having the above configuration, the low-temperature low-pressure gas refrigerant passing through the evaporator is compressed into a high-temperature high-pressure gas refrigerant by a compressor, and the compressed high-temperature high-pressure gas refrigerant flows into the condenser and passes through it. Since the outside air supplied by the cooling fan takes heat of the gas refrigerant, it becomes a liquid refrigerant of high temperature and high pressure.

상기와 같은 고온고압의 액상냉매는 팽창밸브를 거치면서 저압상태로 변형되어 증발기에서 증발됨에 따라 필요한 냉매의 기화열을 외부로부터 흡수하는 과정을 통해 주위를 냉각시킨다. As the liquid refrigerant of the high temperature and high pressure is transformed into a low pressure state through an expansion valve and is evaporated in an evaporator, the surrounding refrigerant is cooled by absorbing vaporization heat of a required refrigerant from the outside.

이렇게 증발기 주위에 차가워진 냉기를 이용하여 소정의 공간으로 공급하여 원하는 바대로의 온도로 냉동을 한다. 상기 증발기를 통과한 저온저압의 가스냉매는 압축기에 의해 흡입 압축되어 상기에서 언급한 바와 같은 과정을 반복적으로 순환하는 것이므로 지속적인 냉장, 냉동이 이루어지는 것이다. The cold air cooled around the evaporator is supplied to a predetermined space and frozen at a desired temperature. The low temperature and low pressure gas refrigerant passing through the evaporator is compressed by suction by a compressor, thereby repeatedly circulating the process as mentioned above, thereby achieving continuous refrigeration and freezing.

이러한 종래의 냉동시스템은 저온저압의 가스냉매가 압축기에 의해 압축되면서 고온고압으로 된 가스냉매를 단순히 응축기에서 냉각, 응축시키는 것일 뿐이어서 외부기온이 높은 경우, 특히 여름철의 혹서(酷暑)기에는 단순히 냉각팬을 이용하여 외기로 응축시킴에 한계가 있으며, 이로 인하여 응축기에서 제대로의 냉매응축이 이뤄지지 않아 응축기를 통과하더라도 가스냉매를 완전한 액상냉매로 응축시키지 못한다는 문제점이 있었다.Such a conventional refrigeration system is simply to cool and condense a gas refrigerant of high temperature and high pressure in a condenser while the gas refrigerant of low temperature and low pressure is compressed by a compressor, so when the outside air temperature is high, especially during the cold season in summer. There is a limit to condensation into the outside air by using a cooling fan, and thus there is a problem in that the refrigerant is not condensed properly in the condenser and thus the gas refrigerant cannot be condensed into a complete liquid refrigerant even though it passes through the condenser.

이렇게 가스냉매가 액상냉매로 제대로 응축되지 않아 가스냉매가 기포상태로 존재하여 증발기로 유입되기 때문에 증발기에서의 상변화, 즉 액상에서 기체로의 상변화를 기대할 수 없으며, 이로 인하여 냉매의 상변화에 따른 기화열을 흡수하지 못하기 때문에 증발기에서 냉매의 증발상태가 양호하더라도 냉각성능이 떨어지게 된다는 문제점을 갖고 있었다. As the gas refrigerant does not condense properly into the liquid refrigerant, the gas refrigerant exists in the bubble state and flows into the evaporator, so it is impossible to expect a phase change in the evaporator, that is, a phase change from the liquid phase to the gas. Since it does not absorb the heat of vaporization, even if the evaporation state of the refrigerant in the evaporator has a problem that the cooling performance is reduced.

또한, 통상의 냉방 사이클은 증발기를 통과한 냉매는 외기로부터 기화열을 충족하는 상태로 흡열하여 액상냉매가 완전 증발되어 과열기체인 가스냉매로 되어야 하나, 간혹 외기나 기타여건에 따라 제대로 흡열하지 못하여 안개와 같이 아주 작은 알갱이를 갖는 과냉각 상태의 가스냉매로 된다. In addition, in the normal cooling cycle, the refrigerant passing through the evaporator absorbs the heat of vaporization from the outside air so that the liquid refrigerant evaporates completely to become a gas refrigerant, which is a superheated gas, but sometimes it does not absorb properly due to outdoor air or other conditions. As a gas coolant in a supercooled state with very small grains.

이렇게 물방울을 갖는 과냉각 상태의 가스냉매가 압축기로 유입되게 되면 압축기에 의해 고압으로 압축될 때 발생되는 압축열로 인해 가스냉매 중의 아주 작은 알갱이가 급격하게 폭발하게 되며, 이로 인하여 압축기의 과부하와 압축기에서의 냉매압축이 원활하게 이루어지지 않아 압축기의 성능이 저하됨은 물론 압축기의 실린더와 피스톤에 크랙이 발생되는 손상으로 압축기의 수명이 단축된다는 문제점을 갖고 있었다. When the gas refrigerant in the subcooled state with water droplets is introduced into the compressor, very small grains in the gas refrigerant explode rapidly due to the heat of compression generated when the compressor is compressed to high pressure by the compressor. Compression of the refrigerant is not made smoothly, the performance of the compressor is not only degraded, but also had a problem that the life of the compressor is shortened by damage caused by cracks in the cylinder and the piston of the compressor.

이러한 문제점을 조금이나마 개선시킨 것으로서 대한민국 특허 제10-0213174호에는 유입구를 갖는 통형의 케이스, 이 케이스의 상 하단을 막는 상하마개부재, 상기 케이스를 관통하도록 그 내부공간에 마련되는 제1파이프, 상기 케이스의 내부공간과 연통되게 마련된 제2파이프로 구성된 보조열교환기가 제시되어 있다. As a slight improvement to this problem, Korean Patent No. 10-0213174 discloses a cylindrical case having an inlet, an upper and lower stopper member blocking the upper and lower ends of the case, and a first pipe provided in the inner space to penetrate the case. An auxiliary heat exchanger composed of a second pipe provided in communication with the inner space of the case is presented.

또한 압축기, 응축기 및 증발기가 하나의 사이클을 이루도록 마련되는 차량용 에어컨디셔너에다가 상기 보조열교환기를 적용한 것이 제시되어 있는데, 이는 상기 증발기에서 압축기로 유입되는 저온저압의 가스냉매와 상기 응축기에서 팽창 밸브로 유입되는 고온고압의 액상냉매 사이에서 열교환을 수행하기 위한 것이었다.In addition, the auxiliary heat exchanger is applied to a vehicle air conditioner provided with a compressor, a condenser, and an evaporator to form a cycle, which is a low-temperature gas refrigerant having a low temperature and low pressure flowing into the compressor from the evaporator and a high temperature flowing into the expansion valve from the condenser. It was for carrying out heat exchange between the high pressure liquid refrigerant.

다시 말해서, 상기 특허에 있어서는 보조열교환기에서 응축기에 의해 응축된 고온고압의 액상냉매와, 증발기를 통과한 저온저압의 가스냉매 간에 서로 열 교환시킴으로써 증발기를 통과한 저온저압의 가스냉매는 완전 증발된 가스냉매로 유지하고, 증발기로 유입되는 저압의 액상냉매를 과냉각시켜 유입시키기 위함이다.In other words, in the above patent, the low temperature and low pressure gas refrigerant passing through the evaporator is completely evaporated by heat exchange between the high temperature and high pressure liquid refrigerant condensed by the condenser in the auxiliary heat exchanger and the low temperature and low pressure gas refrigerant passing through the evaporator. This is to maintain the gas refrigerant and to supercool the low pressure liquid refrigerant flowing into the evaporator.

따라서 압축기로 유입되는 가스냉매가 안개와 같은 상태의 작은 알갱이가 없는 완전 증발된 과열가스 상태의 냉매인바, 냉매의 급격한 상변화에 의한 폭발을 원천적으로 방지하여 압축기의 손상을 방지하는 주된 목적이라 할 수 있고, 부수적으로 과냉각된 저압의 액상냉매가 증발기로 유입되므로 액상냉매의 보다 확실한 증발을 꾀하여 열교환의 효율향상을 얻을 수 있다.Therefore, the gas refrigerant flowing into the compressor is a refrigerant in a completely evaporated superheated gas state without small grains in the form of fog, and the main purpose of preventing damage to the compressor is to prevent the explosion due to a sudden phase change of the refrigerant. In addition, since the liquid refrigerant of the low pressure, which is incidentally overcooled, is introduced into the evaporator, more reliable evaporation of the liquid refrigerant can be achieved, thereby improving efficiency of heat exchange.

그러나 상기한 바와 같은 특허의 차량용 에어컨디셔너에 있어서는, 응축기에 의해 응축되고 난 이후의 액상냉매의 과냉각은 압축기의 과부하와는 별로 관계가 없고, 압축기에 의해 고온고압의 가스냉매로 압축되는 과정과, 이 고온고압의 가스냉매가 응축기로 유입되어 고온고압의 액상냉매로 응축되기 직전의 과정에서 압축기에 과부하가 실질적으로 걸리는 것임에도 불구하고 압축기의 압축압력을 적당하게 낮출 수 없으므로 압축기의 과부하와 이로 인한 압축기의 손상을 방지할 수 없다는 문제점이 있었다.However, in the above-described patented vehicle air conditioner, the subcooling of the liquid refrigerant after condensation by the condenser has little to do with the overload of the compressor. Although the high pressure and high pressure gas refrigerant is introduced into the condenser and condensed into the high temperature and high pressure liquid refrigerant, the compressor's compression pressure cannot be lowered properly. There was a problem that can not prevent the damage.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 폐단 및 문제점을 해결하기 위해 연구개발한 것이다. 본 발명의 목적은 열교환기의 하우징을 관통하는 코일부에 대하여 선택적으로 유로를 전환시킬 수 있는 바이패스라인을 마련함으로써 외부기온이 높은 하절기엔 압축기에서 압축된 고온고압의 가스냉매를 1차적으로 응축(냉각)시킨 후 응축기로 공급하여 압축기의 토출압축압력을 적당하게 낮추어 압축기의 과부하와 이에 의한 손상을 방지하면서 응축기에서 보다 수월하고 확실하게 응축시킬 수 있으며, 외부기온이 낮은 저온이어서 압축기의 토출압축압력이 설정압력이하일 때 압축기에 의해 압축된 가스냉매를 열교환기에서 응축시킴 없이 그대로 바이패스라인으로 흐르게 하여 압축기의 고압압력이 필요압력보다 현저하게 낮음에 따른 냉동기의 성능저하를 방지할 수 있도록 한 냉장냉동시스템용 열교환기를 제공하는데 있다.The present invention has been researched and developed in order to solve the conventional closed and problems as described above. An object of the present invention is to provide a bypass line that can selectively switch the flow path for the coil part passing through the housing of the heat exchanger, thereby condensing the gas refrigerant of the high temperature and high pressure compressed by the compressor in the summer when the external temperature is high. After cooling, it is supplied to the condenser to reduce the discharge compression pressure of the compressor appropriately, preventing condenser overload and damage caused by the compressor, and condensing in the condenser more easily and reliably. When the pressure is below the set pressure, the gas refrigerant compressed by the compressor is allowed to flow into the bypass line without being condensed in the heat exchanger, thereby preventing the deterioration of the refrigerator due to the high pressure of the compressor being significantly lower than the required pressure. The present invention provides a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system.

본 발명의 다른 목적은 하우징의 하부에 히터를 마련함으로써 외부기온이 저온이어서 증발기를 통과한 가스냉매가 더욱 과냉각 상태일 때 히터를 가동시켜 과냉각 상태의 가스냉매를 완전 증발된 과열가스 상태의 냉매로 기화시켜 냉매의 급격한 상변화에 의한 폭발을 원천적으로 방지하여 압축기의 손상을 방지할 수 있도록 한 냉장냉동시스템용 열교환기를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a heater in the lower part of the housing to operate the heater when the gas refrigerant passing through the evaporator is more subcooled because the external air temperature is low temperature to convert the supercooled gas refrigerant into a completely evaporated superheated gas state refrigerant The present invention provides a heat exchanger for a refrigerating and freezing system that prevents damage to a compressor by evaporating and preventing an explosion caused by a rapid phase change of a refrigerant.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하나의 밀폐된 내부공간을 갖는 하우징이 마련되며 상기 하우징에 그 내부공간과 연통되게 유입부 및 토출 부가 마련되고 상기 하우징에 그 내부내면을 따라 돌면서 관통하도록 코일부를 포함하는 냉장냉동시스템용 열교환기에 있어서, 상기 코일부에는 그 양단에 제1, 제2코일연결라인이 연장되고 이 제1, 제2코일연결라인에 상기 코일부와 병렬로 바이패스라인이 마련되며 이 바이패스라인에 체크밸브와 압력스위치가 마련되고 상기 바이패스라인의 분기부와 코일부 사이에는 압력스위치에 의해 제어되어 코일부로 냉매의 흐름을 개폐하는 전동밸브가 마련된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the object as described above is provided with a housing having one sealed inner space is provided in the inlet and discharge portion in communication with the inner space in the housing and penetrates through the inner inner surface to the housing In a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system including a coil unit, the coil unit has a first coil and a second coil connecting line extending at both ends thereof and bypassing the first coil and the second coil connecting line in parallel with the coil unit. A line is provided, and a check valve and a pressure switch are provided in the bypass line, and an electric valve is provided between the branch part of the bypass line and the coil part by a pressure switch to open and close the flow of refrigerant to the coil part. do.

상기 하우징의 상면에 제1코일연결라인과 유입부가 마련되고 상기 하우징의 하면엔 제2코일연결라인과 토출부가 마련되는 것을 특징으로 한다.A first coil connection line and an inlet are provided on an upper surface of the housing, and a second coil connection line and an outlet are provided on a lower surface of the housing.

상기 하우징의 상면엔 유입부가 마련되고 하우징의 하면엔 토출부가 마련되는 경우, 유입부를 통해 유입되는 과냉각상태의 가스냉매 및 액상냉매가 곧바로 토출부로 들어감을 방지하는 칸막이를 마련함이 바람직하다. 상기 칸막이는 코일부나 하우징에 마련할 수 있다.When the inlet portion is provided on the upper surface of the housing and the discharge portion is provided on the lower surface of the housing, it is preferable to provide a partition to prevent the gas coolant and the liquid refrigerant flowing in the inlet portion immediately entering the discharge portion. The partition can be provided in the coil section or the housing.

상기 하우징 하면의 토출부는 만약 하우징의 내부바닥에 액상냉매가 고이더라도 압축기 측으로 유입되는 것을 방지하도록 상부로 소정높이만큼 돌출되게 마련됨이 바람직하고, 상기 돌출부분의 하측에 냉매 중에 혼합되어 있던 오일이 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수구멍을 마련함이 바람직하다.If the discharge portion of the lower surface of the housing is preferably provided to protrude to a predetermined height to prevent the flow into the compressor even if the liquid refrigerant in the inner bottom of the housing, the oil mixed in the refrigerant in the lower side of the protrusion is separated It is desirable to provide an oil recovery hole for recovering the oil.

본 발명에 따른 냉동시스템에 있어서, 상기 하우징의 하부외면에는 하우징의 내부를 흐르는 저온저압의 가스냉매에 열을 공급할 수 있는 히터가 마련된 것을 특징으로 한다.In the refrigeration system according to the present invention, the lower outer surface of the housing is characterized in that the heater is provided for supplying heat to the low-temperature low-pressure gas refrigerant flowing through the housing.

상기한 바와 같은 구성으로 된 본 발명의 열교환기는 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 포함하여 하나의 냉장냉동사이클을 이루는 냉장냉동시스템에 설치되어 사용되되 이 냉장냉동시스템의 증발라인과 압축라인 사이에 상기 압축기로부터 토출된 고온고압의 가스냉매와 증발기를 통과한 저온저압의 가스냉매 간에 열 교환이 이루어지도록 설치된다. 따라서 외부기온이 높을 때 압축기의 토출압축압력을 적당하게 낮추어 압축기의 과부하와 이에 의한 손상을 방지하면서 응축기에서 보다 수월하고 확실하게 응축시킬 수 있고, 외부기온이 낮아 압축기의 토출압축압력이 설정압력이하일 때 압축기의 고압압력이 필요압력보다 현저하게 낮음에 따른 냉동기의 성능저하를 방지할 수 있는 것이다.The heat exchanger of the present invention having the configuration as described above is installed and used in a refrigeration refrigeration system forming a refrigeration refrigeration cycle including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, between the evaporation line and the compression line of the refrigeration refrigeration system. The heat exchange is performed between the high temperature and high pressure gas refrigerant discharged from the compressor and the low temperature and low pressure gas refrigerant passing through the evaporator. Therefore, when the external air temperature is high, the discharge compression pressure of the compressor is appropriately lowered to prevent condenser overload and damage, thereby condensing in the condenser more easily and reliably, and the discharge compression pressure of the compressor is lower than the set pressure due to the low external temperature. When the high pressure of the compressor is significantly lower than the required pressure it is possible to prevent the deterioration of the refrigerator.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 냉장냉동시스템용 열교환기는 열교환기의 하우징을 관통하는 코일부에 대하여 선택적으로 유로를 전환시킬 수 있는 바이패스라인을 마련함으로써 외부기온이 높은 하절기엔 압축기에서 압축된 고온고압의 가스냉매를 1차적으로 응축(냉각)시킨 후 응축기로 공급하여 압축기의 토출압축압력을 적당하게 낮추어 압축기의 과부하와 이에 의한 손상을 방지하면서 응축기에서 보다 수월하고 확실하게 응축시킬 수 있으며, 외부기온이 낮은 저온이어서 압축기의 토출압축압력이 설정압력이하일 때 압축기에 의해 압축된 가스냉매를 열교환기에서 응축시킴 없이 그대로 바이패스라인으로 흐르게 하여 압축기의 고압압력이 필요압력보다 현저하게 낮음에 따른 냉동기의 성능저하를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the heat exchanger for a refrigeration refrigeration system according to the present invention provides a bypass line capable of selectively switching flow paths for the coil part passing through the housing of the heat exchanger, so that the high temperature compressed in the compressor is high in the summer. The high-pressure gas refrigerant is condensed (cooled) first and then supplied to the condenser to reduce the discharge compression pressure of the compressor appropriately to prevent condensation in the condenser more easily and reliably while preventing overload and damage of the compressor. When the discharge compression pressure of the compressor is lower than the set temperature because the temperature is low, the compressor is allowed to flow the gas refrigerant compressed by the compressor to the bypass line without condensing in the heat exchanger, so that the high pressure of the compressor is significantly lower than the required pressure. Has the effect of preventing the performance degradation.

또한 본 발명은 열교환기의 하부에 히터를 마련함으로써 외부기온이 저온이어서 증발기를 통과한 가스냉매가 더욱 과냉각 상태일 때 히터를 가동시켜 과냉각 상태의 가스냉매를 완전 증발된 과열가스 상태의 냉매로 기화시켜 냉매의 급격한 상변화에 의한 폭발을 원천적으로 방지하여 압축기의 손상을 방지할 수 있는 유용한 효과를 얻는다.In addition, the present invention provides a heater in the lower part of the heat exchanger to operate the heater when the gas refrigerant passing through the evaporator is more subcooled because the external temperature is low temperature to vaporize the gas refrigerant in the supercooled state to the refrigerant in the superheated gas state completely evaporated By preventing the explosion caused by the rapid phase change of the refrigerant at the source to obtain a useful effect to prevent damage to the compressor.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 냉장냉동시스템용 열교환기를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, on the basis of the accompanying drawings will be described in detail the heat exchanger for a refrigeration refrigeration system of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 냉장냉동시스템용 열교환기를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system according to an embodiment of the present invention.

도면에 나타낸 바와 같이, 열교환기(50)는 2개의 통형몸체에 의해 하나의 밀폐공간을 갖도록 하우징(51)이 마련되어 있으며, 상기 하우징(51)의 상면에 제1코일연결라인(52a)과 유입부(53a)가 마련되고 상기 하우징(51)의 하면엔 제2코일연결라인(52b)과 토출부(53b)가 마련되어 있으며, 상기 하우징(51) 상하면의 제1, 제2코일연결라인(52a,52b)엔 압축기(10)에서 토출된 고온고압의 가스냉매가 통과되는 코일부(54)가 하우징(51)의 내면을 따라 회전되면서 배출되도록 권선되어 있다. As shown in the figure, the heat exchanger 50 is provided with a housing 51 so as to have one sealed space by two cylindrical bodies, and the first coil connection line 52a and the inflow on the upper surface of the housing 51. A part 53a is provided, and a second coil connection line 52b and a discharge part 53b are provided on the lower surface of the housing 51, and the first and second coil connection lines 52a on the upper and lower surfaces of the housing 51 are provided. 52b), the coil unit 54 through which the high temperature and high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 passes is wound around the inner surface of the housing 51 to be discharged.

상기 하우징(51) 상하면의 유입부(53a)와 토출부(53b)는 하우징(51)의 내부공간과 유통되어 증발기(40)를 통과한 증발라인(41) 내부의 가스냉매가 하우징(51)을 경유하여 통과하도록 증발라인(41)이 연결되는 것이며, 상기 유입부(53a)는 증 발기(40)의 토출구측이 연결되고 상기 토출부(53b)는 압축기(10)의 흡입구측이 연결된다. The gas coolant inside the evaporation line 41 passing through the evaporator 40 is passed through the evaporator 40 through the inlet portion 53a and the discharge portion 53b of the upper and lower surfaces of the housing 51. The evaporation line 41 is connected to pass through the gas inlet, and the inlet 53a is connected to the outlet of the evaporator 40 and the outlet 53b is connected to the inlet of the compressor 10. .

상기 코일부(54)에는 유입부(53a)를 통해 유입되는 과냉각상태의 가스냉매 및 액상냉매가 곧바로 토출부(53b)로 들어감을 방지하는 칸막이(55)를 마련함이 바람직하다. 상기 칸막이(55)는 하우징(51)의 내면에 고정되게 마련할 수도 있다.Preferably, the coil part 54 is provided with a partition 55 to prevent the gas coolant and the liquid coolant flowing through the inlet part 53a from directly entering the discharge part 53b. The partition 55 may be provided to be fixed to an inner surface of the housing 51.

그리고 상기 하우징(51) 하면의 토출부(53b)는 만약 하우징(51)의 내부바닥에 액상냉매가 고이더라도 압축기 측으로 유입되는 것을 방지하도록 상부로 소정높이만큼 돌출되게 마련됨이 바람직하고, 상기 돌출부분의 하측에 냉매 중에 혼합되어 있던 오일이 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수구멍(53c)을 마련함이 바람직하다.In addition, the discharge part 53b of the lower surface of the housing 51 may be provided to protrude upward by a predetermined height so as to prevent the liquid refrigerant from flowing into the compressor side even if the liquid refrigerant accumulates on the inner bottom of the housing 51. It is preferable to provide an oil recovery hole 53c for recovering oil from which the oil mixed in the coolant is separated.

상기 열교환기(50)에는 코일부(54)의 제1, 제2코일연결라인(52a,52b)에 상기 코일부(54)와 병렬로 바이패스라인(52c)이 마련되되 이 바이패스라인(52c)에 체크밸브(56)와 압력스위치(57)가 마련되어 있고, 상기 바이패스라인(52c)의 분기부와 열교환기(50) 사이에는 압력스위치(57)에 의해 제어되어 코일부(54)로 냉매의 흐름을 개폐하는 전동밸브(58)가 마련되어 있다.The heat exchanger 50 is provided with a bypass line 52c in parallel with the coil part 54 in the first and second coil connection lines 52a and 52b of the coil part 54, and the bypass line ( The check valve 56 and the pressure switch 57 are provided at 52c, and are controlled by the pressure switch 57 between the branch of the bypass line 52c and the heat exchanger 50 to form the coil unit 54. An electric valve 58 for opening and closing the flow of the refrigerant is provided.

상기 바이패스라인(52c)은 제1, 제2코일연결라인(52a,52b)과 연결된 압축라인(11)에 마련할 수도 있다.The bypass line 52c may be provided in the compression line 11 connected to the first and second coil connection lines 52a and 52b.

도 2는 본 발명의 냉장냉동시스템용 열교환기에 대한 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 여기서는, 상기 하우징(51)의 하부외면에는 하우징(51)의 내부를 흐르는 저온저압의 가스냉매에 열을 공급할 수 있는 히터(59)가 부가 마련된 것을 제외하 고는 일실시예의 구성과 동일하다.2 is a view showing another embodiment of a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system of the present invention. Here, the same as the configuration of the embodiment, except that a heater 59 for supplying heat to the low-temperature low-pressure gas refrigerant flowing inside the housing 51 is provided on the lower outer surface of the housing 51.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉장냉동시스템용 열교환기는 도 3과 같이 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30) 및 증발기(40)를 포함하여 하나의 냉장냉동사이클에 설치되어 사용된다. 상기 냉장냉동사이클에서 상기 압축기(10)와 응축기(20)가 연결된 냉매라인을 압축라인(11)이라 하고, 상기 응축기(20)와 팽창밸브(30)가 연결된 냉매라인을 응축라인(21)이라 하며, 상기 증발기(40)와 압축기(10)가 연결된 냉매라인을 증발라인(41)이라 약칭한다.The heat exchanger for a refrigeration refrigeration system according to the present invention configured as described above is installed and used in one refrigeration refrigeration cycle including a compressor (10), a condenser (20), an expansion valve (30) and an evaporator (40). do. In the refrigerating refrigeration cycle, the refrigerant line to which the compressor 10 and the condenser 20 are connected is called a compression line 11, and the refrigerant line to which the condenser 20 and the expansion valve 30 are connected is called a condensation line 21. The refrigerant line to which the evaporator 40 and the compressor 10 are connected is abbreviated as an evaporation line 41.

다시 말해서, 열교환기(50)는 상기 증발라인(41)과 압축라인(11) 사이에 압축기(10)로부터 토출된 고온고압의 가스냉매와 증발기(40)를 통과한 저온저압의 가스냉매 간에 열 교환이 이루어지도록 설치된다. 상기 압축라인(11)과 증발라인(41)은 열교환기(50)를 기준으로 하여 제1, 제2압축라인(11a,11b)과 제1, 제2증발라인(41a,41b)으로 세분할 수 있다.In other words, the heat exchanger 50 heats between the high temperature and high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 between the evaporation line 41 and the compression line 11 and the low temperature and low pressure gas refrigerant passing through the evaporator 40. It is installed to be exchanged. The compression line 11 and the evaporation line 41 are subdivided into first and second compression lines 11a and 11b and first and second evaporation lines 41a and 41b based on the heat exchanger 50. Can be.

상기 응축라인(21)에는 응축기(20)를 거친 액상의 냉매로부터 수분 등의 이물질을 제거하기 위한 드라이어(60)가 마련되어 있다. The condenser line 21 is provided with a dryer 60 for removing foreign substances such as moisture from the liquid refrigerant passing through the condenser 20.

상기와 같이 본 발명의 열교환기가 설치된 냉장냉동시스템은, 압축기(10)가 증발기(40)를 통과한 저온저압의 가스냉매를 흡입하여 고온고압의 가스냉매로 압축하게 되며, 이렇게 고온고압의 가스냉매는 응축기(20)를 거치는 동안 냉각팬에 의해 공급되는 외기가 가스냉매가 갖고 있는 열을 빼앗아 가므로 고온고압의 액상냉매로 되게 된다. As described above, in the refrigeration refrigeration system provided with the heat exchanger of the present invention, the compressor 10 sucks the low-temperature low-pressure gas refrigerant passed through the evaporator 40 and compresses it into the high-temperature high-pressure gas refrigerant. Since the outside air supplied by the cooling fan while taking the condenser 20 takes the heat of the gas refrigerant has become a liquid refrigerant of high temperature and high pressure.

상기와 같이 고온고압의 액상냉매는 드라이어(60)를 통과하면서 액상냉매로 부터 수분 등의 이물질이 제거되고, 이후에 팽창밸브(30)를 거치는 동안 저압상태로 변형된 후, 증발기(40)에서 액상의 냉매가 증발(기화)됨에 따른 필요한 냉매의 기화열을 외부로부터 흡수하므로 증발기(40) 주위를 냉각시키는 과정이 이뤄지는 통상의 냉장냉동사이클을 유지한다.As described above, the liquid refrigerant of the high temperature and high pressure passes through the dryer 60, and foreign substances such as moisture are removed from the liquid refrigerant, and then deformed to a low pressure while passing through the expansion valve 30, and then in the evaporator 40. Since the vaporization heat of the required refrigerant as the liquid refrigerant is evaporated (vaporized) is absorbed from the outside to maintain a normal refrigeration freezing cycle in which the process of cooling around the evaporator 40 is made.

이러한 기본적인 냉장냉동사이클의 순환과정에서 상기 증발기(40)를 통과한 이후의 증발라인(41)을 따라 흐르는 저온저압의 가스냉매가 하우징(51) 상면의 유입부(53a)를 통해 열교환기(50)의 하우징(51) 내부로 유입된 후 하우징(51) 하면의 토출부(53b)를 통해 압축기(10)로 유입되게 되고, 이 압축기(10)에 의해 압축된 고온고압의 가스냉매는 압축라인(11)을 따라 흐르되 하우징(51) 내부의 코일부(54)를 경유하여 응축기(20)로 이송되게 된다.The low-temperature low-pressure gas refrigerant flowing along the evaporation line 41 after passing through the evaporator 40 in the circulation process of the basic refrigeration refrigeration cycle through the inlet (53a) of the upper surface of the housing 51 heat exchanger (50) After being introduced into the housing 51 of the ()) is introduced into the compressor 10 through the discharge portion (53b) of the lower surface of the housing 51, the high-temperature, high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 10 is a compression line It flows along 11 and is transferred to the condenser 20 via the coil part 54 inside the housing 51.

이때, 상기 하우징(51) 상면의 유입부(53a)에서 과냉각상태의 가스냉매 및 액상냉매는 토출부(53b)의 상부에 마련된 칸막이(55)가 토출부(53b)로 곧바로 유입되지 않도록 막아준다. At this time, the gas coolant and the liquid coolant in the supercooled state at the inlet part 53a of the upper surface of the housing 51 prevent the partition 55 provided in the upper part of the discharge part 53b from being immediately introduced into the discharge part 53b. .

또한, 상기 토출부(53b)는 하우징(51) 하면의 내부바닥으로부터 소정높이만큼 상부로 돌출되어 있기 때문에 하우징(51)의 내부바닥에 액상냉매가 고이더라도 압축기(10)측으로 유입되는 것을 방지하고, 상기 돌출부분의 하측에 오일회수구멍(53c)이 마련되어 있어 냉매 중에 혼합되어 있던 오일이 분리된 오일을 용이하게 회수할 수 있다.In addition, since the discharge part 53b protrudes upward from the inner bottom of the lower surface of the housing 51 by a predetermined height, the discharge part 53b is prevented from flowing into the compressor 10 even if the liquid refrigerant accumulates on the inner bottom of the housing 51. The oil recovery hole 53c is provided at the lower side of the protruding portion to easily recover the oil from which the oil mixed in the refrigerant is separated.

이와 같은 과정을 거치면서 열교환기(50) 내에서 증발기(40)를 통과한 저온저압의 가스냉매와 압축기(10)로부터 토출된 고온고압의 가스냉매 간에 열 교환이 이루어지게 된다. 이로 인하여 압축기(10)에서 압축된 고온고압의 가스냉매가 1차적으로 냉각(응축)된 후 응축기(20)로 유입되어 재차 응축되므로 응축기(20)에서 보다 수월하고 확실하게 응축됨은 물론, 증발기(40)에서도 액상냉매의 증발상태가 양호하게 되어 그 결과 냉각성능이 매우 향상되게 된다.Through this process, heat exchange is performed between the low temperature low pressure gas refrigerant passing through the evaporator 40 and the high temperature high pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 in the heat exchanger 50. Because of this, the high temperature and high pressure gas refrigerant compressed by the compressor 10 is first cooled (condensed), and then flows into the condenser 20 to condense again, thereby condensing in the condenser 20 more easily and reliably, as well as the evaporator ( 40, the evaporation state of the liquid refrigerant becomes good, and as a result, the cooling performance is greatly improved.

특히, 압축기(10)에서 압축된 고온고압의 가스냉매가 곧바로 열교환기(50)에 의해 응축되므로 압축기(10)의 토출압축압력이 적정한 압력으로 낮아지게 되며, 이로 인하여 압축기(10)에 과부하가 걸리지 않아 압축기(10)의 수명연장 및 압축 성능향상을 꾀할 수 있게 된다. In particular, since the high temperature and high pressure gas refrigerant compressed by the compressor 10 is immediately condensed by the heat exchanger 50, the discharge compression pressure of the compressor 10 is lowered to an appropriate pressure, thereby overloading the compressor 10. Since it does not catch, it is possible to extend the life of the compressor 10 and to improve the compression performance.

결론적으로, 외부기온이 높은 하절기에도 압축기(10)의 토출압축압력을 냉장냉동사이클에서 요구하는 적당한 압력, 즉 최적의 운전조건으로 유지할 수 있고 이로 인하여 냉동사이클의 과부하를 방지할 수 있다. In conclusion, the discharge compression pressure of the compressor 10 can be maintained at an appropriate pressure required in the refrigeration freezing cycle, that is, an optimum operating condition even in the summer, when the outside air temperature is high, thereby preventing overload of the refrigeration cycle.

또한, 증발기(40)를 통과하여 압축기(10)로 공급되기 전의 냉매, 즉 과냉각상태인 저온저압의 가스냉매를 완전 증발된 과열기체로 기화시킴으로써 압축기(10) 내에서 아주 작은 알갱이 상태의 액상냉매가 기상냉매로 급격한 상변화에 의한 폭발을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 압축기(10)에서의 냉매압축이 원활하게 이루어져 압축기(10)의 수명연장 및 압축 성능향상을 꾀할 수 있게 된다.In addition, the refrigerant before passing through the evaporator 40 and supplied to the compressor 10, that is, the low-temperature low-temperature gas refrigerant in a supercooled state, is vaporized into a completely evaporated superheated gas, thereby making the liquid granule in a very small granular state in the compressor 10. It is possible to prevent the explosion due to the rapid phase change by the gas phase refrigerant, thereby smoothly compressing the refrigerant in the compressor 10 it is possible to extend the life of the compressor 10 and improve the compression performance.

상기와 같이 냉장냉동시스템이 작동되는 상태에서 동절기와 같이 외부기온이 저온이어서 압축기(10)의 토출압축압력이 설정압력이하로 되면 바이패스라인(52c) 상의 압력스위치(57)가 오프(off)되면서 전동밸브(58)를 작동시켜 관로를 차단하게 된다. 이렇게 열교환기(50)의 코일부(54)로 압축기(10)에 의해 압축된 가스냉매가 바이패스라인(52c)을 통해서 열교환기(50)에서 응축됨 없이 응축기(20)로 유입되게 되며, 이로 인하여 압축기(10)의 토출압축압력이 필요압력보다 현저하게 낮음에 따른 냉동기의 성능저하를 방지할 수 있다.As described above, when the external air temperature is low, such as in winter, when the discharge compression pressure of the compressor 10 is lower than the set pressure, the pressure switch 57 on the bypass line 52c is turned off. While operating the electric valve 58 to block the pipeline. The gas refrigerant compressed by the compressor 10 to the coil unit 54 of the heat exchanger 50 is introduced into the condenser 20 without being condensed in the heat exchanger 50 through the bypass line 52c, As a result, it is possible to prevent a decrease in performance of the refrigerator due to the discharge compression pressure of the compressor 10 being significantly lower than the required pressure.

이때, 열교환기(50)의 하우징(51) 하부외면에 마련된 히터(59)에도 전원이 인가되어 발열되므로 제1증발라인(41a)을 통해 유입된 저온의 가스냉매를 완전 증발된 과열기체로 기화시켜 압축기(10)로 흡입되게 되며, 이로 인하여 외부기온이 낮은 동절기에도 냉매의 급격한 상변화에 의한 폭발을 원천적으로 방지하여 압축기의 손상을 방지할 수 있다.At this time, since power is also applied to the heater 59 provided on the lower outer surface of the housing 51 of the heat exchanger 50, the low-temperature gas refrigerant introduced through the first evaporation line 41a is vaporized into a completely evaporated superheated gas. It is to be sucked into the compressor 10, thereby preventing damage to the compressor by preventing the explosion due to a sudden phase change of the refrigerant in the winter even when the outside temperature is low.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 일실시예의 냉장냉동시스템용 열교환기를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system of a preferred embodiment according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예의 냉장냉동시스템용 열교환기를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system of another embodiment according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 냉장냉동시스템용 열교환기가 적용된 냉장냉동시스템을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a refrigeration refrigeration system to which a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 압축기 11: 압축라인10: Compressor 11: Compression Line

20: 응축기 21: 응축라인20: condenser 21: condensation line

30: 팽창밸브 40: 증발기30: expansion valve 40: evaporator

41: 증발라인 50: 열교환기41: evaporation line 50: heat exchanger

51: 하우징 52a: 제1코일연결라인51: housing 52a: first coil connection line

52b: 제2코일연결라인 52c: 바이패스라인52b: second coil connection line 52c: bypass line

53a: 유입부 53b: 토출부53a: inlet 53b: discharge

53c: 오일회수구멍 54: 코일부53c: oil return hole 54: coil part

55: 칸막이 56: 체크밸브55: partition 56: check valve

57: 압력스위치 58: 전동밸브57: pressure switch 58: electric valve

59: 히터 59: heater

Claims (5)

하나의 밀폐된 내부공간을 갖는 하우징이 마련되며 상기 하우징에 그 내부공간과 연통되게 유입부 및 토출부가 마련되고 상기 하우징에 그 내부내면을 따라 돌면서 관통하도록 코일부를 포함하는 냉장냉동시스템용 열교환기에 있어서, A housing having one sealed inner space is provided, and the inlet and the discharge part are provided in communication with the inner space of the housing, and the heat exchanger for the refrigerating and refrigeration system including the coil part to pass through the inner inner surface of the housing. In 상기 코일부에는 그 양단에 제1, 제2코일연결라인이 연장되고 이 제1, 제2코일연결라인에 상기 코일부와 병렬로 바이패스라인이 마련되며 이 바이패스라인에 체크밸브와 압력스위치가 마련되고 상기 바이패스라인의 분기부와 코일부 사이에는 압력스위치에 의해 제어되어 코일부로 냉매의 흐름을 개폐하는 전동밸브가 마련된 것을 특징으로 하는 냉장냉동시스템용 열교환기.The coil part has first and second coil connection lines extending at both ends thereof, and a bypass line is provided at the first and second coil connection lines in parallel with the coil part, and a check valve and a pressure switch are provided at the bypass line. The heat exchanger for a refrigeration refrigeration system, characterized in that an electric valve is provided between the branch of the bypass line and the coil to control the pressure switch to open and close the flow of the refrigerant to the coil. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1코일연결라인과 유입부는 하우징의 상면에 마련되고 상기 제2코일연결라인과 토출부는 하우징의 하면에 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장냉동시스템용 열교환기.And the first coil connection line and the inlet part are provided on an upper surface of the housing, and the second coil connection line and the discharge part are provided on a lower surface of the housing. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하우징에는 그 내부에 유입부를 통해 유입되는 과냉각상태의 가스냉매 및 액상냉매가 토출부로 들어감을 방지하는 칸막이가 마련된 것을 특징으로 하는 냉장냉동시스템용 열교환기.The housing is a heat exchanger for a refrigeration refrigeration system, characterized in that the partition provided to prevent the gas coolant and liquid refrigerant of the supercooled state flowing through the inlet portion enters the discharge portion therein. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 토출부는 하우징의 내부바닥에 액상냉매가 고이더라도 압축기 측으로 유입되는 것을 방지하도록 상부로 소정높이만큼 돌출되게 마련되고 상기 돌출부분의 하측에 냉매 중에 혼합되어 있던 오일이 분리된 오일을 회수하기 위한 오일회수구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 냉장냉동시스템용 열교환기.The discharge part is provided to protrude to a predetermined height to prevent the liquid refrigerant from flowing into the compressor even if the liquid refrigerant is accumulated in the inner bottom of the housing, and oil for recovering oil separated from the oil mixed in the refrigerant under the protruding portion. A heat exchanger for refrigeration refrigeration system, characterized in that a recovery hole is provided. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징의 하부외면에는 하우징의 내부를 흐르는 저온저압의 가스냉매에 열을 공급할 수 있는 히터가 마련된 것을 특징으로 하는 냉장냉동시스템용 열교환기.And a heater capable of supplying heat to the low temperature and low pressure gas refrigerant flowing through the interior of the lower outer surface of the housing.
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