KR102009751B1 - 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치 - Google Patents

공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102009751B1
KR102009751B1 KR1020190030957A KR20190030957A KR102009751B1 KR 102009751 B1 KR102009751 B1 KR 102009751B1 KR 1020190030957 A KR1020190030957 A KR 1020190030957A KR 20190030957 A KR20190030957 A KR 20190030957A KR 102009751 B1 KR102009751 B1 KR 102009751B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
liquid
compressor
condensers
expansion valve
Prior art date
Application number
KR1020190030957A
Other languages
English (en)
Inventor
김영화
정이영
Original Assignee
주식회사새한엔지니어링
정이영
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 주식회사새한엔지니어링, 정이영 filed Critical 주식회사새한엔지니어링
Priority to KR1020190030957A priority Critical patent/KR102009751B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102009751B1 publication Critical patent/KR102009751B1/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
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F25B41/043—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/22—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
    • 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
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • 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
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/04—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases
    • F25B43/043—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases for compression type 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
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 응축기를 통해 기체냉매를 액냉매로 응축시키는 효율을 향상시킬 수 있고, 압축기의 액압축을 방지하여 전기에너지를 절약할 수 있는 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치는 냉매를 압축시키는 압축기; 상기 압축기를 통해 배출되는 냉매 중에 포함된 기름을 분리하는 유분리기; 상기 유분리기를 통과하여 공급되는 냉매를 냉각 응축시키는 제1, 2 응축기; 상기 제1, 2 응축기의 냉매 유로로부터 분기되어 냉각 응축된 냉매를 기체냉매와 액냉매로 분리하여 상기 제1, 2 응축기로 액냉매만을 재공급하는 수액기; 상기 제1, 2 응축기를 통해 냉각 응축되어 배출되는 냉매 중에서 기체냉매와 액냉매를 서로 분리하는 액분리기; 상기 액분리기를 통해 기체냉매와 분리되어 공급되는 액냉매를 팽창시켜 저온저압의 기체냉매로 만드는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브를 통해 배출되는 저온저압의 기체냉매에 의해 공기를 냉각시키는 증발기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치{Refrigeration Equipment using Air cooling type Condenser and Supercooling of Refrigerant}
본 발명은 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동사이클을 따라 흐르는 냉매를 과냉각시켜 냉장 및 냉동 창고 등에 사용되는 적정 온도의 냉기를 발생시키는 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치에 관한 것이다.
일반적으로 식품을 냉장 또는 냉동 보관하기 위한 냉장 또는 냉동 창고 등에는 수냉식 또는 공랭식으로 이루어지는 다양한 종류의 냉장냉동장치가 설치되어 사용된다.
상기와 같은 냉장냉동장치의 종래기술로는 공개특허공보 제2010-0027353호의 냉장냉동장치(이하 '특허문헌'이라 한다)가 개시되어 있다.
상기 특허문헌에 개시된 냉장냉동장치는 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기; 상기 압축기에 연결되며 온수를 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 고온열교환기; 그 내부에 제상을 위해 사용될 온수가 저장되며 그 일측에 그 내부의 온수를 고온열교환기를 관류하여 순환시키는 온수순환관로가 구비되고 온수순환관로 상에 온수순환펌프가 설치되는 제상용탱크; 상기 고온열교환기에 연결되며 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매가 유입되는 저온열교환기; 상기 저온열교환기와 연결되며 저온열교환기를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시키는 제1 응축기; 상기 제1 응축기에 연결되며 제1 응축기에서 액화된 냉매가 저장되는 수액기; 상기 수액기에 연결되며 수액기의 냉매를 저온저압의 기체로 팽창시키는 응축기용 팽창밸브; 일측은 상기 응축기용 팽창밸브에 연결되고 타측은 저온열교환기를 거쳐 압축기와 연결되며 응축기용 팽창밸브를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시킨 후 저온열교환기로 다시 제공하여 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매와 다시 열교환시킨 후 압축기로 유입시키는 제2 응축기; 상기 제1 응축기와 제2 응축기에서 냉각수에 의한 열교환이 가능하도록 제1 응축기와 제2 응축기를 순차적으로 관류하며 냉각수를 순환시키는 냉각수순환펌프가 구비되는 냉각수순환관로; 상기 수액기와 연결되는 증발기용 팽창밸브; 냉장/냉동실 내에 설치되고 그 일측은 증발기용 팽창밸브에 연결되며 그 내부에는 증발기용 팽창밸브를 거친 냉매가 관류하면서 냉장/냉동실 내의 열을 흡수하여 증발됨에 따라 냉장/냉동실의 온도를 저온으로 유지시키는 열교환기가 구비되고 그 타측은 저온열교환기를 거쳐 압축기로 연결되는 증발기; 및 일측은 상기 온수순환관로 중 제상용탱크의 입구측에 연결되고 타측은 증발기의 열교환기를 거쳐 제상용탱크로 연결되며 고온열교환기를 거친 온수를 증발기의 열교환기로 공급하여 제상을 가능하게 하는 제상용관로를 포함하여 구성된다.
상기 특허문헌에 개시된 냉장냉동장치는 냉매의 응축을 위해 복수 개의 응축기가 일렬로 연결되고, 이에 의해 복수 개의 응축기를 따라 냉매가 순차적으로 통과하는 데에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.
또한, 복수 개의 응축기를 통과하도록 구성되더라도 외기의 온도가 높은 하절기의 경우에는 냉매의 응축 성능을 담보하기가 어렵고, 이 때문에 냉장 및 냉동의 성능이 저하되거나 많은 전기에너지가 소비되는 문제가 있다.
따라서 응축기를 통해 기체냉매를 액냉매로 응축시키는 효율과 속도를 담보할 수 있는 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치의 개발이 요구된다.
KR 10-2010-0027353 A (2010. 03. 11.) KR 10-1155228 B1 (2012. 06. 04.) KR 10-1701383 B1 (2017. 01. 24.) KR 10-1478664 B1 (2014. 12. 26.)
본 발명은 상기와 같은 종래의 냉동장치가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 응축기를 통해 기체냉매를 액냉매로 응축시키는 효율을 향상시킬 수 있고, 압축기의 액압축을 방지하여 전기에너지를 절약할 수 있는 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치는 냉매를 압축시키는 압축기; 상기 압축기를 통해 배출되는 냉매 중에 포함된 기름을 분리하는 유분리기; 상기 유분리기를 통과하여 공급되는 냉매를 냉각 응축시키는 제1, 2 응축기; 상기 제1, 2 응축기의 냉매 유로로부터 분기되어 냉각 응축된 냉매를 기체냉매와 액냉매로 분리하여 상기 제1, 2 응축기로 액냉매만을 재공급하는 수액기; 상기 제1, 2 응축기를 통해 냉각 응축되어 배출되는 냉매 중에서 기체냉매와 액냉매를 서로 분리하는 액분리기; 상기 액분리기를 통해 기체냉매와 분리되어 공급되는 액냉매를 팽창시켜 저온저압의 기체냉매로 만드는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브를 통해 배출되는 저온저압의 기체냉매에 의해 공기를 냉각시키는 증발기를 포함하고, 상기 액분리기는, 원통 모양으로 형성되어 상하로 소정 길이를 가지는 수액탱크; 및 상기 수액탱크의 외측면을 소정 간격 이격하여 감싸도록 소정 지름을 가지는 리시버탱크를 포함하여, 상기 수액탱크를 통해 액냉매만이 상기 팽창밸브 쪽으로 공급되고, 상기 리시버탱크를 통해 상기 증발기를 거친 냉매 중 기체냉매만이 상기 압축기 쪽으로 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 액분리기와 상기 팽창밸브 사이에 상기 팽창밸브 쪽으로 냉매가 공급 또는 차단되도록 유로를 개폐하는 제어밸브가 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 액분리기와 상기 제어밸브 사이 및 상기 제어밸브와 상기 팽창밸브 사이에 상기 액분리기를 통해 상기 팽창밸브 쪽으로 흐르는 냉매의 방향을 제한하는 제1, 2 스톱밸브가 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더해 본 발명은 상기 제1, 2 응축기의 하부 쪽에 길이를 따라 복수 개의 구멍이 형성된 타공관이 설치되어, 빗물 또는 생활용수가 상기 타공관을 통해 흐르면서 상기 복수 개의 구멍을 통해 상기 제1, 2 응축기의 표면을 따라 흘러 상기 제1, 2 응축기의 표면이 냉각되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 수액탱크에 상기 제1, 2 응축기를 통해 냉매가 유입되도록 하는 냉매 유입구와, 내부로 유입된 냉매의 액체와 기체가 서로 분리되어 액체만이 상기 팽창밸브로 배출되도록 하는 액냉매 배출구가 구비되고, 상기 리시버탱크에는, 상기 증발기를 거쳐 상변화된 냉매가 유입되도록 하는 냉매 유입구와, 내부의 기체냉매가 상기 압축기로 공급되도록 하는 기체냉매 배출구가 구비되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제1, 2 응축기의 유로상에 수액기가 설치되므로 제1, 2 응축기의 유로를 따라 응축된 액냉매와 응축되지 않은 기체냉매가 분리되고, 이에 의해 액냉매만을 제1, 2 응축기의 하류 쪽으로 공급할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제1, 2 응축기의 하류 쪽에는 타공관이 설치되어 선택적으로 빗물 또는 생활용수가 공급되고, 이에 의해 외기 온도가 높은 하절기의 경우에도 제1, 2 응축기의 하류 쪽이 빗물 또는 생활용수로 인해 충분히 냉각되면서 냉매가 응축되거나 또는 응축된 액냉매 상태를 유지할 수 있는 장점이 있다.
이에 더해 액분리기가 수액탱크와 리시버탱크로 구성되어 증발기를 거쳐 회수되는 기체냉매가 압축기로 공급되기 전에 리시버탱크를 경유하면서 기체냉매에 포함된 액냉매가 제거되고, 이에 의해 압축기로 액냉매가 공급되어 액압축으로 인한 압축 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 압축기에서 소비되는 전기에너지를 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 다른 제1, 2 응축기의 예를 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 액분리기의 예를 보인 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치의 유로를 따라 냉매가 흐르는 예를 보인 도면.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.
본 발명은 응축기를 통해 기체냉매를 액냉매로 응축시키는 효율을 향상시킬 수 있고, 압축기의 액압축을 방지하여 전기에너지를 절약할 수 있는 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 압축기(10), 유분리기(20), 제1, 2 응축기(30, 40), 수액기(50), 액분리기(60), 팽창밸브(70) 및 증발기(80)를 포함한다. 이때 증발기(80)는 사용자측과 열교환을 통해 열에너지를 전달하는 열교환기로 변경되어 구성될 수 있다.
압축기(10)는 후술되는 증발기(80, 또는 열교환기)에서 외기로부터 열을 빼앗은 저온의 기체냉매를 압축하여 고온고압의 기체냉매로 만드는 구성이다.
이러한 압축기(10)에는 도 1에 도시된 바와 같이 후술되는 유분리기(20) 쪽으로 압축된 기체냉매가 공급되도록 하는 유로와 증발기(80)에서 압축기(10)의 내부로 저압의 기체냉매가 공급되도록 하는 유로가 각각 연결된다.
유분리기(20)는 압축기(10)에서 냉매(기체냉매)가 압축되어 토출되는 냉매 중에 포함된 기름(유분, 오일)을 냉매로부터 분리하여 후술되는 제1, 2 응축기(30, 40)로 기름이 유입되는 것을 방지하는 구성이다.
이러한 유분리기(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 상하로 소정 길이를 가지는 원통 모양의 탱크로 이루어지고, 이러한 탱크의 상측에는 제1, 2 응축기(30, 40)로 냉매를 공급하는 유로가 연결되며, 탱크의 하측에는 압축기(10) 또는 드레인 유로와 연결되고, 탱크의 상부 일측에는 압축기(10)로부터 압축된 고압 기체냉매가 유입되는 유로와 연결된다.
상기와 같은 유분리기(20)의 구성에 의해 압축기(10)를 거쳐 고압으로 압축된 기체냉매 중에 포함된 기름(유분, 오일)이 유분리기(20)를 통해 냉매와 분리된 다음, 압축기(10)로 반유되거나 또는 드레인 유로를 통해 외부로 배출되어 제거되게 된다.
제1, 2 응축기(30, 40)는 압축기(10)와 유분리기(20)를 거쳐 공급되는 고압의 기체냉매를 액화시키는 구성이다.
여기서 제1, 2 응축기(30, 40)는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 소정 간격 이격되어 설치되면서 그 사이에 외기를 제1, 2 응축기(30, 40) 쪽으로 공급하는 송풍기(F)가 설치된다.
그리고 제1, 2 응축기(30, 40)는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 폭을 가지도록 형성되는 사행상 유로(31, 41)와, 상기 사행상 유로의 외측면을 따라 설치되는 방열판(32, 42)으로 구성된다.
이때 제1, 2 응축기(30, 40)의 상하 길이(L)를 기준으로 위에서 2/3 지점이 되는 사행상 유로(31, 41)상에는 후술되는 수액기(50)로 냉매가 유입된 다음 회수되도록 하는 외부유로(33, 34)가 연결된다.
그리고 외부유로(33, 34)와 연결되는 사행상 유로(31, 41) 부분을 기준으로 수평 방향으로 길이를 따라 외측면에 복수 개의 구멍이 형성된 타공관(34)이 설치되고, 이러한 타공관(34)은 빗물이 저장되는 저수탱크(도시하지 않음) 또는 생활용수가 공급되는 수도관과 연결된다.
상기와 같은 제1, 2 응축기(30, 40)의 구성에 의해 압축기(10)와 유분리기(20)를 거쳐 공급되는 고압의 기체냉매가 제1, 2 응축기(30, 40)의 위쪽(도 2의 위에서 2/3 구간)으로 공급되어 사행상 유로(31, 41)를 따라 아래쪽으로 흐르면서 외기와의 열교환을 통해 액화되고, 이렇게 액화되는 과정에서 서로 공존하는 액냉매와 기체냉매 중에서 후술되는 액분리기(60) 쪽으로 액냉매만이 정확하게 공급될 수 있도록 후술되는 수액기(50)를 통해 상호 분리된 다음 제1, 2 응축기(30, 40)의 아래쪽(도 2의 아래에서 1/3 구간)에서 추가 액화되어 액분리기(60) 쪽으로 배출되게 된다.
이때 제1, 2 응축기(30, 40)를 통해 액화되어 배출되는 냉매의 온도를 감지하기 위해 제1, 2 응축기(30, 40)와 액분리기(60)를 연결하는 유로 또는 액분리기(60)의 냉매 유입구(61A)의 외측에는 배관의 온도를 감지하는 온도감지봉(TS)이 설치되고, 이러한 온도감지봉(TS)에 의해 감지되는 온도가 미리 설정된 온도값보다 높으면 타공관(34, 44) 쪽으로 냉각수(빗물, 생활용수)가 공급되도록 하여 제1, 2 응축기(30, 40)의 아래쪽(아래에서 1/3 구간) 표면이 냉각수에 의해 냉각되도록 하여 기체냉매가 원활하게 액화되도록 제어된다.
수액기(50)는 제1, 2 응축기(30, 40)의 사행상 유로(31, 41)로부터 분기되는 외부유로(33, 43) 상에 연결되어 기체냉매와 액냉매를 분리시키고, 분리된 액냉매를 다시 외부유로(33, 43)를 통해 제1, 2 응축기(30, 40)로 공급하는 구성이다.
액분리기(60)는 제1, 2 응축기(30, 40)를 거친 냉매가 공급되어 후술되는 팽창밸브(70) 쪽으로 액냉매가 공급되도록 함과 동시에 증발기(80)를 거친 냉매에 포함된 액냉매를 제거하는 구성이다.
이러한 액분리기(60)는 도 3에 도시된 바와 같이 상하로 소정 길이를 가지면서 내부에 제1, 2 응축기(30, 40)를 통해 공급되는 냉매가 저장되는 수액탱크(61)와, 상기 수액탱크(61)의 외측면을 소정 간격 이격하여 감싸도록 설치되는 소정 지름의 리시버탱크(62)로 이루어진다.
이때 수액탱크(61)의 상부 쪽에는 제1, 2 응축기(30, 40)를 통해 공급되는 냉매가 유입되도록 하는 냉매 유입구(61A)가 구비되고, 하부 쪽에는 수액탱크(61) 내부에 저장된 액냉매가 팽창밸브(70) 쪽으로 공급되도록 하는 액냉매 배출구(61B)가 구비된다.
그리고 리시버탱크(62)에는 일측에 증발기(80)를 거친 냉매가 내부로 유입되도록 하는 냉매 유입구(62A)가 구비되고, 상부 일측에 내부에 저장된 냉매 중에서 기체냉매만이 압축기(10)로 공급되도록 하는 기체냉매 배출구(62B)가 구비된다.
또한, 수액탱크(61)의 외측면에는 소정 길이를 가지는 냉각핀(61C)이 방사상으로 복수 개 설치되고, 이에 의해 냉매 유입구(62A)를 통해 리시버탱크(62)의 내부로 유입되는 냉매 중의 액냉매가 냉각핀(61C)과 수액탱크(61)의 표면에 결로되어 기체냉매와 분리되게 된다.
이에 더해 리시버탱크(62)의 하부 쪽에는 압축기(10)와 연결되도록 유로가 설치되고, 이러한 유로상에는 리시버탱크(62)의 내부에 수집된 기름이 압축기(10) 쪽으로 회수되도록 필터드라이어(FD'), 제어밸브(SV') 및 사이트글라스(SG')가 차례로 설치되고, 리시버탱크(62)와 필터드라이어(FD') 사이 및 압축기(10)와 사이트글라스(SG') 사이에는 제4, 5 스톱밸브(ST4, ST5)가 설치되어 리시버탱크(62)에서 압축기(10) 쪽으로 흐르는 기름이 역류하지 않도록 구성된다.
여기서 필터드라이어(FD')는 액분리기(60)에서 압축기(10) 쪽으로 수분이 공급되는 것을 방지하고, 사이트글라스(SG')는 유로 내의 기름 등을 점검하기 위한 구성이다.
상기와 같은 액분리기(60)의 구성에 의해 제1, 2 응축기(30, 40)를 통해 액화된 냉매 중에서 기체냉매가 확실히 제거된 다음 후술되는 팽창밸브(70)로 공급되게 되면서 팽창밸브(70)를 통한 팽창 성능이 담보되고, 이와 동시에 증발기(80)를 통해 압축기(10)로 공급되는 기체냉매 중에 포함된 액냉매가 제거되므로 압축기(10)로 액냉매가 유입(리퀴드 백)되어 액압축되는 것이 구조적으로 방지되게 된다.
팽창밸브(70)는 액분리기(60)의 수액탱크(61)를 통해 공급되는 고온고압의 액냉매를 팽창시켜 저온저압의 액냉매로 만드는 구성이다.
이러한 팽창밸브(70)는 후술되는 증발기(80)를 통한 열교환(증발) 정도에 따라 공급되는 액냉매의 유량을 조절하는 기능도 한다.
증발기(80)는 팽창밸브(70)를 통해 저온저압으로 공급되는 액냉매의 증발을 통해 주변 열을 흡수시켜 외기를 냉각시키는 구성이다.
이러한 증발기(80)에는 외기를 공급하여 냉각시키기 위한 팬유닛(도면부호 없음)이 설치되고, 냉매를 증발기(80) 쪽으로 분배하기 위한 분배기(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 액분리기(60)와 팽창밸브(70) 사이에는 팽창밸브(70) 쪽으로 냉매가 공급 또는 차단되도록 유로를 개폐하는 제어밸브(SV, 또는 전자밸브)가 설치되고, 이에 의해 액분리기(60)의 수액탱크(61)를 통해 팽창밸브(70)로 공급되는 액냉매의 유량이 조절된다.
그리고 액분리기(60)와 제어밸브(SV) 사이, 제어밸브(SV)와 팽창밸브(70) 사이 및 팽창밸브(70)와 증발기(80) 사이에는 액분리기(60)의 수액탱크(61)를 통해 팽창밸브(70) 쪽으로 흐르는 냉매의 방향과 팽창밸브(70)에서 증발기(80) 쪽으로 흐르는 냉매의 방향을 제한하는 제1, 2, 3 스톱밸브(ST1, ST2, ST3)가 설치되고, 이에 의해 냉매가 유로를 역류하여 수액탱크(61)로 재유입되는 것이 방지된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 제어밸브(SV)의 상하측 유로상에는 필터드라이어(FD)와 사이트글라스(SG)가 설치되고, 이에 의해 액냉매에 포함된 수분과 이물질이 제거됨과 동시에 냉매의 상태(기포 등)를 점검할 수 있게 된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치는 도 4에 도시된 바와 같이 압축기(10)에서 압축된 냉매가 유분리기(20)를 거쳐 제1, 2 응축기(30, 40)로 분배되어 공급되고, 제1, 2 응축기(30, 40)의 사행상 유로(31, 41)를 통과하는 과정에서 액화되며, 수액기(50)를 통해 액화된 액냉매만이 제1, 2 응축기(30, 40)의 하류측을 통해 액분리기(60)의 수액탱크(61)로 공급되고, 이렇게 수액탱크(61)로 공급된 액냉매는 재차 액냉매와 기체냉매로 분리된 다음 액냉매가 팽창밸브(70)와 증발기(80) 쪽으로 공급되어 외기를 냉각시키게 된다.
그리고 증발기(80)를 거친 냉매는 다시 액분리기(60)의 리시버탱크(62)로 공급되어 액냉매와 기체냉매가 분리된 다음 기체냉매만이 압축기(10)로 공급되면서 위 과정을 반복하게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 제1, 2 응축기의 유로상에 수액기가 설치되므로 제1, 2 응축기의 유로를 따라 응축된 액냉매와 응축되지 않은 기체냉매가 분리되고, 이에 의해 액냉매만이 제1, 2 응축기의 하류 쪽으로 공급되며, 액분리기를 통해 액냉매 또는 기체냉매가 서로 분리되어 팽창밸브 및 압축기로 흐르게 되면서 냉각성능이 담보되고, 또한 압축기가 보호됨과 동시에 전기에너지가 절약되게 된다.
위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.
10: 압축기 20: 유분리기
30: 제1 응축기 31: 사행상 유로
32: 방열판 33: 외부유로
34: 타공관 40: 제2 응축기
41: 사행상 유로 42: 방열판
43: 외부유로 44: 타공관
50: 수액기 60: 액분리기
61: 수액탱크 61A: 냉매 유입구
61B: 액냉매 배출구 61C: 냉각핀
62: 리시버탱크 62A: 냉매 유입구
62B: 기체냉매 배출구 70: 팽창밸브
80: 증발기 F: 송풍기
FD, FD': 필터드라이어 SG, SG': 사이트글라스
ST1: 제1 스톱밸브 ST2: 제2 스톱밸브
ST3: 제3 스톱밸브 ST4: 제4 스톱밸브
ST5: 제5 스톱밸브 SV, SV': 제어밸브
TS: 온도감지봉 V: 급수밸브

Claims (5)

  1. 냉매를 압축시키는 압축기(10);
    상기 압축기(10)를 통해 배출되는 냉매 중에 포함된 기름을 분리하는 유분리기(20);
    상기 유분리기(20)를 통과하여 공급되는 냉매를 냉각 응축시키는 제1, 2 응축기(30, 40);
    상기 제1, 2 응축기(30, 40)의 냉매 유로로부터 분기되어 냉각 응축된 냉매를 기체냉매와 액냉매로 분리하여 상기 제1, 2 응축기(30, 40)로 액냉매만을 재공급하는 수액기(50);
    상기 제1, 2 응축기(30, 40)를 통해 냉각 응축되어 배출되는 냉매 중에서 기체냉매와 액냉매를 서로 분리하는 액분리기(60);
    상기 액분리기(60)를 통해 기체냉매와 분리되어 공급되는 액냉매를 팽창시켜 저온저압의 기체냉매로 만드는 팽창밸브(70); 및
    상기 팽창밸브(70)를 통해 배출되는 저온저압의 기체냉매에 의해 공기를 냉각시키는 증발기(80);
    를 포함하고,
    상기 액분리기(60)는,
    원통 모양으로 형성되어 상하로 소정 길이를 가지는 수액탱크(61); 및
    상기 수액탱크(61)의 외측면을 소정 간격 이격하여 감싸도록 소정 지름을 가지는 리시버탱크(62);
    를 포함하여, 상기 수액탱크(61)를 통해 액냉매만이 상기 팽창밸브(70) 쪽으로 공급되고, 상기 리시버탱크(62)를 통해 상기 증발기(80)를 거친 냉매 중 기체냉매만이 상기 압축기(10) 쪽으로 공급되도록 구성되고,
    상기 수액기(50)는,
    상기 제1, 2 응축기(30, 40)의 상하 길이(L)를 기준으로 위에서 2/3 지점이 되는 사행상 유로(31, 41)상에 연결되는 외부유로(33, 34)를 통해 연결되고,
    상기 액분리기(60)와 상기 팽창밸브(70) 사이에는,
    상기 팽창밸브(70) 쪽으로 냉매가 공급 또는 차단되도록 유로를 개폐하는 제어밸브(SV)가 설치되며,
    상기 액분리기(60)와 상기 제어밸브(SV) 사이, 상기 제어밸브(SV)와 상기 팽창밸브(70) 사이 및 상기 팽창밸브(70)와 상기 증발기(80) 사이에는,
    상기 액분리기(60)를 통해 상기 팽창밸브(70) 쪽으로 흐르는 냉매의 방향을 제한하는 제1, 2, 3 스톱밸브(ST1, ST2, ST3)가 설치되고,
    상기 리시버탱크(62)의 하부 쪽에는,
    상기 압축기(10)와 연결되도록 유로가 설치되고, 상기 유로상에는 상기 리시버탱크(62)의 내부에 수집된 기름이 압축기(10) 쪽으로 회수되도록 필터드라이어(FD'), 제어밸브(SV') 및 사이트글라스(SG')가 차례로 설치되며, 상기 리시버탱크(62)와 상기 필터드라이어(FD') 사이 및 압축기(10)와 사이트글라스(SG') 사이에는 제4, 5 스톱밸브(ST4, ST5)가 설치되어 상기 리시버탱크(62)에서 상기 압축기(10) 쪽으로 흐르는 기름이 역류하지 않도록 구성되고,
    상기 제1, 2 응축기(30, 40)의 하부 쪽에는,
    길이를 따라 복수 개의 구멍이 형성된 타공관(34, 44)이 설치되어, 빗물 또는 생활용수가 상기 타공관(34, 44)을 통해 흐르면서 상기 복수 개의 구멍을 통해 상기 제1, 2 응축기(30, 40)의 표면을 따라 흘러 상기 제1, 2 응축기(30, 40)의 표면이 냉각되도록 구성되며,
    상기 수액탱크(61)에는,
    상기 제1, 2 응축기(30, 40)를 통해 냉매가 유입되도록 하는 냉매 유입구(61A)와, 내부로 유입된 냉매의 액체와 기체가 서로 분리되어 액체만이 상기 팽창밸브(70)로 배출되도록 하는 액냉매 배출구(61B) 및 상기 수액탱크(61)의 외측면에 소정 길이를 가지도록 방사상으로 복수 개 설치되어 상기 냉매 유입구(61A)를 통해 상기 리시버탱크(62)의 내부로 유입되는 냉매 중의 액냉매가 표면에 결로되도록 하여 기체냉매와 분리시키는 냉각핀(61C)이 구비되고,
    상기 리시버탱크(62)에는,
    상기 증발기(80)를 거쳐 상변화된 냉매가 유입되도록 하는 냉매 유입구(62A)와, 내부의 기체냉매가 상기 압축기(10)로 공급되도록 하는 기체냉매 배출구(62B)가 구비되는 것을 특징으로 하는 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020190030957A 2019-03-19 2019-03-19 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치 KR102009751B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190030957A KR102009751B1 (ko) 2019-03-19 2019-03-19 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190030957A KR102009751B1 (ko) 2019-03-19 2019-03-19 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102009751B1 true KR102009751B1 (ko) 2019-10-21

Family

ID=68460554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190030957A KR102009751B1 (ko) 2019-03-19 2019-03-19 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102009751B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102227156B1 (ko) * 2020-05-15 2021-03-11 임정빈 판형 열교환기와 이원 냉동기를 이용한 드라이아이스 제조 시스템
KR102271051B1 (ko) * 2020-01-31 2021-06-30 주식회사 삼화에이스 데이터센터 공기조화시스템

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611322Y2 (ko) * 1980-08-08 1986-01-17
JP2005090781A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Hoshizaki Electric Co Ltd 冷凍回路
KR20100027353A (ko) 2008-09-02 2010-03-11 이형문 냉장냉동장치
KR20100101265A (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 김봉석 냉각장치
KR101155228B1 (ko) 2009-11-23 2012-06-13 엘지전자 주식회사 공랭식 냉각장치
KR101198678B1 (ko) * 2012-02-09 2012-11-12 주식회사 성지공조기술 증발식 응축기를 포함한 냉각시스템 및 그 제어방법
KR20140148056A (ko) * 2013-06-21 2014-12-31 이석임 내부열교환기 및 이를 이용한 가루얼음 제조장치
KR101478664B1 (ko) 2013-04-29 2015-01-02 박만재 응결수를 냉각수로 활용하는 냉방 장치
KR101701383B1 (ko) 2015-02-12 2017-02-01 동화윈 (주) 공간활용이 가능한 일체형 냉각시스템
KR20170110925A (ko) * 2016-03-24 2017-10-12 김봉석 냉동사이클의 냉동능력향상을 위한 냉매순환방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611322Y2 (ko) * 1980-08-08 1986-01-17
JP2005090781A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Hoshizaki Electric Co Ltd 冷凍回路
KR20100027353A (ko) 2008-09-02 2010-03-11 이형문 냉장냉동장치
KR20100101265A (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 김봉석 냉각장치
KR101155228B1 (ko) 2009-11-23 2012-06-13 엘지전자 주식회사 공랭식 냉각장치
KR101198678B1 (ko) * 2012-02-09 2012-11-12 주식회사 성지공조기술 증발식 응축기를 포함한 냉각시스템 및 그 제어방법
KR101478664B1 (ko) 2013-04-29 2015-01-02 박만재 응결수를 냉각수로 활용하는 냉방 장치
KR20140148056A (ko) * 2013-06-21 2014-12-31 이석임 내부열교환기 및 이를 이용한 가루얼음 제조장치
KR101701383B1 (ko) 2015-02-12 2017-02-01 동화윈 (주) 공간활용이 가능한 일체형 냉각시스템
KR20170110925A (ko) * 2016-03-24 2017-10-12 김봉석 냉동사이클의 냉동능력향상을 위한 냉매순환방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271051B1 (ko) * 2020-01-31 2021-06-30 주식회사 삼화에이스 데이터센터 공기조화시스템
KR102227156B1 (ko) * 2020-05-15 2021-03-11 임정빈 판형 열교환기와 이원 냉동기를 이용한 드라이아이스 제조 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10302343B2 (en) Defrost system for refrigeration apparatus, and cooling unit
US8662148B2 (en) Heat exchanger
CN101124441A (zh) 具有改进的液体/蒸汽接收器的制冷回路
KR100248683B1 (ko) 냉동장치
WO2001098719A1 (en) Subcooling/precooling using ice machine harvest water
JP2008281326A (ja) 冷凍装置及び該冷凍装置に用いる熱交換器
KR20110100905A (ko) 칠러
KR102009751B1 (ko) 공랭식 응축기와 냉매의 과냉각을 이용한 냉동장치
US20110061845A1 (en) Heat exchanger
US20130061628A1 (en) Chiller
TWI571606B (zh) A refrigeration unit using a triple tube heat exchanger
JP6388260B2 (ja) 冷凍装置
JP2011080736A (ja) 熱交換装置
WO2020143787A1 (zh) 压缩式制冷***与冷藏冷冻装置
KR101385194B1 (ko) 응축기
CA3105808A1 (en) Cooling system with flooded low side heat exchangers
JP2003336918A (ja) 冷却装置
KR102185416B1 (ko) 냉방 시스템
KR101146216B1 (ko) 독립냉각 방식의 냉장고
KR20060122356A (ko) 공기 조화기
CN210638337U (zh) 水冷式井内分段冷却冷凝***
KR20070025332A (ko) 냉동시스템
KR101341891B1 (ko) 차량용 축냉장치
KR20120032233A (ko) 리시버 드라이어를 갖는 응축기
KR200282298Y1 (ko) 중간 열교환방식 냉동장치