KR102258929B1

KR102258929B1 - Refrigerant system with adjustable system pressure

Info

Publication number: KR102258929B1
Application number: KR1020200005366A
Authority: KR
Inventors: 김용찬; 이동찬
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2021-05-31

Abstract

The present invention is to provide a refrigerant system capable of adjusting the entire pressure of the refrigerant system by varying the length of a section in which liquid and gaseous phases are distributed by applying a refrigerant pipe with a variable path and length. According to the present invention, the refrigerant system with adjustable system pressure comprises: a condenser for condensing a gaseous refrigerant to provide the liquid refrigerant to the rear end; and a flow path variable unit communicating with the rear end of the condenser to increase or decrease the length of a flow path of the liquid refrigerant.

Description

시스템 압력 조절이 가능한 냉매 시스템{REFRIGERANT SYSTEM WITH ADJUSTABLE SYSTEM PRESSURE}Refrigerant system with adjustable system pressure{REFRIGERANT SYSTEM WITH ADJUSTABLE SYSTEM PRESSURE}

본 발명은 냉매 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigerant system.

히트펌프(Heat Pump)는 장치의 이름 그대로 저온의 열을 뽑아서 고온으로 열을 보내주는 것으로, 전기히터의 최대효율이 100프로라면 보통의 히트펌프의 효율이 200~400%(COP(Coefficient of performance) : 2~4)이므로 세계적으로 널리 이용되고 있다. As the name of the device, a heat pump extracts low-temperature heat and sends heat to a high temperature.If the maximum efficiency of an electric heater is 100%, the efficiency of a typical heat pump is 200~400% (COP (Coefficient of performance)). ): 2~4), so it is widely used around the world.

즉, 히트펌프는 작동시키는 데 들어가는 전기의 에너지보다, 작동시킴으로써 얻을 수 있는 열의 에너지양이 더 크므로 난방에 필요한 에너지소비를 크게 줄일 수 있는 장치이다.That is, the heat pump is a device that can significantly reduce energy consumption required for heating because the amount of energy obtained by operating the heat pump is greater than the energy of electricity used to operate it.

별도의 변환 없이 간단한 밸브 조작만으로 하나의 장치로 여름에는 냉방을 하고, 겨울에는 난방을 할 수 있으므로 많은 이점을 가지고 있다.It has many advantages because it can cool in summer and heat in winter with a single device with simple valve operation without separate conversion.

또한, 증발냉각은 냉매를 이용한 냉각기술로 펌프를 이용하여 냉매를 순환시켜 발열부에서의 열을 냉매로 흡열시키는 시스템이다. 기존에 많이 널리 사용되는 물 등의 단상(Single-phase)인 열매체(Heat transfer medium) 보다 열전달효율이 높은 이상(Two-phase)의 냉매를 사용하므로, 더욱 효과적으로 발열부에서 흡연 작용이 이루어진다. 따라서 이런 증발냉각은 전자기기냉각, 금형 냉각 등 많은 양의 흡열이 필요한 분야에 적용되고 있다.In addition, evaporative cooling is a cooling technology using a refrigerant, and is a system in which the refrigerant is circulated using a pump to absorb heat from the heat generating unit into the refrigerant. Since a two-phase refrigerant having a higher heat transfer efficiency than a single-phase heat transfer medium such as water, which is widely used in the past, is used, smoking is more effectively performed in the heating unit. Therefore, such evaporative cooling is applied to fields that require a large amount of heat absorption, such as cooling of electronic devices and cooling of molds.

하지만, 히트펌프의 가장 큰 특징 중 하나는 증발 및 응축 압력을 독립적으로 조절하지 못한다는 점이다. 증발 및 응축 압력을 변화시키는 방법은 팽창밸브와 압축기 주파수의 조작을 통해 가능하지만, 이는 증발 및 응축 압력의 차이만을 변화시키므로 각각의 압력을 독립적으로 조절하지는 못한다. 이에 따라서 흡열 또는 발열의 용량은 어느 정도 제어가 가능하지만 고온 또는 저온부의 온도를 각각 제어하는 경우에는 상당한 어려움이 있다.However, one of the biggest characteristics of the heat pump is that it cannot independently control the evaporation and condensation pressures. The method of changing the evaporation and condensation pressure is possible through the operation of the expansion valve and the compressor frequency, but since this only changes the difference between the evaporation and condensation pressures, each pressure cannot be adjusted independently. Accordingly, the capacity of endothermic or heat generation can be controlled to some extent, but there is considerable difficulty in controlling the temperature of the high or low temperature portion, respectively.

또한, 냉매를 사용하는 냉각시스템은 냉매의 충전량을 조절하지 못한다는 것이 특징이다. 최초 생산 혹은 설치 시에 냉매를 충전하고 이후에는 별도로 냉매 충전량에 대한 별도의 관리를 하지 않으며, 냉매배관에 문제가 생기거나 냉매누설로 인하여 충전량이 부족했을 때만 재충전하는 것이 일반적이다.In addition, a cooling system using a refrigerant is characterized in that it cannot control the charge amount of the refrigerant. Refrigerant is charged at the time of initial production or installation, and there is no separate management of the refrigerant charge amount afterwards, and it is common to recharge only when a problem occurs in the refrigerant piping or the charge amount is insufficient due to refrigerant leakage.

한편, 히트펌프의 경우 운전조건에 따라 최대 효율을 갖는 적정 냉매 충전량이 다른데, 특히 겨울철과 여름철 기온의 차이가 큰 곳에서는 고정된 충전량으로 인한 효율손실이 크다. On the other hand, in the case of the heat pump, the optimum refrigerant charge amount having the maximum efficiency is different depending on the operating conditions. In particular, the efficiency loss due to the fixed charge amount is large in the place where the temperature difference between winter and summer is large.

증발 냉각기술을 사용하는 시스템에서도 냉매 충전량 조절이 제한되므로 냉각부로 들어가 증발과정을 지나는 냉매의 온도를 제어하기가 까다롭다. 따라서 냉매를 사용하는 많은 시스템에서 냉매 충전량을 변화시켜야 하는 소요가 많음에도 현실적으로 냉매 충전량을 조절하기에는 상당한 어려움이 있다.Even in a system using evaporative cooling technology, it is difficult to control the temperature of the refrigerant passing through the evaporation process because the refrigerant charge amount is limited. Therefore, in many systems using a refrigerant, although it is often required to change the refrigerant charge amount, it is difficult to realistically control the refrigerant charge amount.

본 발명은 경로 및 길이 변경이 가능한 냉매배관을 적용하여 액상과 기상이 분포하는 구간의 길이를 변동시킴으로써 냉매 시스템 전체 압력을 조절하는 것이 가능한 냉매 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a refrigerant system capable of adjusting the total pressure of the refrigerant system by varying the length of a section in which a liquid phase and a gaseous phase are distributed by applying a refrigerant pipe capable of changing the path and length.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.

본 발명의 실시예에 따른 냉매 시스템은 기상 냉매를 응축하여 액상 냉매를 후단에 제공하는 응축기; 및 상기 응축기의 후단에 연통되며, 상기 액상 냉매의 유동 경로를 증가 또는 감소시키는 유로 가변부; 포함할 수 있다.A refrigerant system according to an embodiment of the present invention includes a condenser for condensing gaseous refrigerant to provide a liquid refrigerant to a rear stage; And a flow path variable part communicating with the rear end of the condenser and increasing or decreasing a flow path of the liquid refrigerant. Can include.

상기 유로 가변부는, 상기 응축기의 후단 측에서 분기되는 제1 후단 유로 및 제2 후단 유로를 포함하는 후단 유로 및 상기 제1 후단 유로 및 제2 후단 유로 각각에 배치되는 개폐 부재를 포함하고, 상기 제1 후단 유로와 상기 제2 후단 유로는 길이가 상이할 수 있다.The flow path variable part includes a rear flow path including a first rear flow path and a second rear flow path branching from a rear end of the condenser, and an opening/closing member disposed in each of the first rear flow path and the second rear flow path, and the first The first rear flow path and the second rear flow path may have different lengths.

상기 후단 유로는 상기 제2 후단 유로에서 분기되는 제3 후단 유로 및 제4 후단 유로를 더 포함하고, 상기 제3 후단 유로 및 제4 후단 유로 각각에 개폐 부재가 배치되고, 상기 제3 후단 유로와 상기 제4 후단 유로는 길이가 상이할 수 있다.The rear end flow path further includes a third rear end flow path and a fourth rear end flow path branching from the second rear end flow path, and an opening/closing member is disposed in each of the third rear end flow path and the fourth rear end flow path, and the third rear end flow path and The fourth rear end flow path may have different lengths.

상기 유로 가변부는, 분기되어 상기 응축기의 선단에 연통되는 제1 선단 유로 및 제2 선단 유로를 포함하는 선단 유로 및 상기 제1 선단 유로 및 제2 선단 유로 각각에 배치되는 개폐 부재를 포함하고, 상기 제1 선단 유로와 상기 제2 선단 유로는 길이가 상이할 수 있다.The flow path variable part includes a front end flow path including a first tip flow path and a second tip flow path branched and communicated with the tip of the condenser, and an opening/closing member disposed in each of the first and second tip flow paths, and the The first tip flow path and the second tip flow path may have different lengths.

상기 선단 유로는 상기 제2 선단 유로에서 분기되며, 상기 응축기의 선단에 연통되는 제3 선단 유로 및 제4 선단 유로를 더 포함하고, 상기 제3 선단 유로 및 제4 선단 유로 각각에 개폐 부재가 배치되고, 상기 제3 선단 유로와 상기 제4 선단 유로는 길이가 상이할 수 있다.The tip flow path is branched from the second tip flow path, further includes a third tip flow path and a fourth tip flow path that communicate with the tip of the condenser, and an opening/closing member is disposed in each of the third tip flow path and the fourth tip flow path. In addition, the third tip flow path and the fourth tip flow path may have different lengths.

상기 제2 후단 유로와 상기 제2 후단 유로는 일부 영역을 공유할 수 있다.The second rear end flow path and the second rear end flow path may share a partial area.

상기 개폐 부재의 동작을 개별 제어하여, 상기 액상 냉매의 유동 경로를 증가 또는 감소시키는 제어부; 를 더 포함할 수 있다.A control unit that individually controls the operation of the opening/closing member to increase or decrease the flow path of the liquid refrigerant; It may further include.

상기 제어부는 미리 설정된 위치에서의 온도를 획득하고, 획득한 온도 정보를 기반으로 상기 개폐 부재의 동작을 개별 제어하여, 상기 액상 냉매의 유동 경로를 증가 또는 감소시킬 수 있다.The controller may obtain a temperature at a preset position and individually control an operation of the opening/closing member based on the obtained temperature information, thereby increasing or decreasing a flow path of the liquid refrigerant.

상기 액상 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 를 더 포함하고, 상기 팽창밸브는 상기 유로 가변부의 후단에 배치될 수 있다.An expansion valve for expanding the liquid refrigerant; It further includes, and the expansion valve may be disposed at a rear end of the flow path variable part.

상기 액상 냉매를 가압하는 가압펌프; 를 더 포함하고, 상기 가압펌프는 상기 응축기의 전단에 배치될 수 있다.A pressure pump for pressurizing the liquid refrigerant; It further includes, and the pressure pump may be disposed at the front end of the condenser.

본 발명의 실시예에 따르면, 경로 및 길이 변경이 가능한 냉매배관을 적용하여 액상과 기상이 분포하는 구간의 길이를 변동시킴으로써 냉매 시스템 전체 압력을 조절하는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to adjust the total pressure of the refrigerant system by varying the length of the section in which the liquid phase and the gas phase are distributed by applying a refrigerant pipe capable of changing the path and length.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 히트펌프의 저온작동조건에서 압축기 흡입 냉매밀도 감소로 인한 냉매질량유량 감소에 따른 난방성능저하를 본 발명의 실시예를 통해 압축기 입구 냉매압력을 상승시킴으로써 압축기 흡입 냉매밀도 증가를 통해 개선시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a decrease in heating performance due to a decrease in refrigerant mass flow rate due to a decrease in compressor suction refrigerant density in a low-temperature operating condition of a heat pump can be prevented by increasing the compressor inlet refrigerant pressure through an embodiment of the present invention. It can be improved by increasing the refrigerant density.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 시스템의 실시 형태를 설명하기 위한 예시도이고,
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 6 내지 도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템의 실시 형태를 설명하기 위한 예시도이고,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉매 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 10은 증발 냉각기술에 적용된 본 발명에 따른 냉매 시스템에서 유로 가변부의 동작에 따른 압력 변화를 실제 실험데이터를 통해 나타낸 그래프이고,
도 11은 종래의 냉매 시스템에서의 p-h 선도이고,
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 냉매 시스템에서의 p-h 선도이고,
도 14는 히트펌프에 적용된 본 발명에 따른 냉매 시스템에서 유로 가변부의 동작에 따른 변화를 실제 실험데이터를 통해 나타낸 p-h 선도이다.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a refrigerant system according to an embodiment of the present invention,
2 to 4 are exemplary views for explaining an embodiment of a refrigerant system according to an embodiment of the present invention,
5 is a block diagram schematically showing the configuration of a refrigerant system according to another embodiment of the present invention,
6 to 8 are exemplary views for explaining an embodiment of a refrigerant system according to another embodiment of the present invention,
9 is a block diagram schematically showing the configuration of a refrigerant system according to another embodiment of the present invention,
10 is a graph showing the pressure change according to the operation of the flow path variable unit in the refrigerant system according to the present invention applied to the evaporative cooling technology through actual experimental data,
11 is a ph diagram in a conventional refrigerant system,
12 and 13 are ph diagrams in the refrigerant system according to the present invention,
14 is a ph diagram showing a change according to an operation of a flow path variable part in a refrigerant system according to the present invention applied to a heat pump through actual experimental data.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely describe the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shape of the element in the drawings is exaggerated to emphasize a more clear description.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.The configuration of the present invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on a preferred embodiment of the present invention, but the same in assigning reference numerals to the components of the drawings. For the components, even if they are on different drawings, the same reference numerals are given, and it should be noted in advance that components of other drawings can be cited if necessary when describing the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 시스템의 실시 형태를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram schematically showing a configuration of a refrigerant system according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are exemplary views for explaining an embodiment of a refrigerant system according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 시스템(100)은 팽창밸브(110), 증발기(120), 압축기(130), 응축기(140), 유로 가변부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.1 to 4, the refrigerant system 100 according to an embodiment of the present invention includes an expansion valve 110, an evaporator 120, a compressor 130, a condenser 140, and a flow path variable unit 150. And a control unit 160.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 시스템(100)은 히트 펌프 시스템의 일 예를 나타낼 수 있다.That is, the refrigerant system 100 according to an embodiment of the present invention may represent an example of a heat pump system.

팽창밸브(110)는 유입된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 액상의 냉매로 변환할 수 있다.The expansion valve 110 may expand the introduced refrigerant and convert it into a low-temperature, low-pressure liquid refrigerant.

증발기(120)는 팽창된 냉매를 열교환 시켜 기상의 냉매로 변환할 수 있다.The evaporator 120 may heat exchange the expanded refrigerant to convert it into a gaseous refrigerant.

압축기(130)는 기상의 냉매를 고온, 고압의 기체로 압축할 수 있다.The compressor 130 may compress a gaseous refrigerant into a high temperature and high pressure gas.

응축기(140)는 고온 고압의 기체 냉매를 열교환 시켜 액상으로 변환할 수 있다.The condenser 140 may heat-exchange the high-temperature and high-pressure gas refrigerant to convert it into a liquid phase.

유로 가변부(150)는 응축기(140)의 후단에 연결되며, 액상의 냉매가 순환하는 유동 경로를 증가 또는 감소시킬 수 있다.The flow path variable part 150 is connected to the rear end of the condenser 140 and may increase or decrease a flow path through which the liquid refrigerant circulates.

유로 가변부(150)는 응축기(140)에 연통되는 후단 유로(151)와 후단 유로(151)의 개폐를 담당하는 복수의 개폐 부재(152)를 포함할 수 있다.The flow path variable part 150 may include a rear end flow path 151 communicating with the condenser 140 and a plurality of opening/closing members 152 responsible for opening and closing the rear end flow path 151.

여기서, 후단 유로(151)는 후술할 선단 유로와 구분되도록 정의될 수 있다.Here, the rear end flow path 151 may be defined to be distinguished from the front end flow path to be described later.

일 예에서, 후단 유로(151)는 응축기(140)의 후단의 출구 유로(142)에 연통되며, 제1 후단 유로(151a), 제2 후단 유로(151b), 제3 후단 유로(151c) 및 제4 후단 유로(151d)를 포함할 수 있다.In one example, the rear end flow path 151 is in communication with the outlet flow path 142 at the rear end of the condenser 140, the first rear end flow path 151a, the second rear end flow path 151b, the third rear end flow path 151c, and It may include a fourth rear end flow path 151d.

제1 후단 유로(151a)와 제2 후단 유로(151b)는 출구 유로(142)에서 분기될 수 있다.The first rear end flow path 151a and the second rear end flow path 151b may branch from the outlet flow path 142.

또한, 제2 후단 유로(151b)는 다시 제3 후단 유로(151c)와 제4 후단 유로(151d)로 분기될 수 있다.In addition, the second rear end flow path 151b may be branched back into the third rear end flow path 151c and the fourth rear end flow path 151d.

여기서, 제1 후단 유로(151a), 제2 후단 유로(151b), 제3후단 유로(151c)와 제4 후단 유로(151d)의 후단은 팽창밸브(110)의 선단 측 입구 유로(111)에 연통되어, 응축기(140)에서 액화된 냉매는 유로 가변부(150)를 통과하여 팽창밸브(110)로 유입될 수 있다.Here, the rear ends of the first rear end flow path 151a, the second rear end flow path 151b, the third rear end flow path 151c, and the fourth rear end flow path 151d are in the inlet flow path 111 at the front end of the expansion valve 110. In communication, the refrigerant liquefied in the condenser 140 may pass through the flow path variable unit 150 and flow into the expansion valve 110.

여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 후단 유로(151b)는 제1 후단 유로(151a)에 비해 길이가 길게 형성되며, 제2 후단 유로(151b)를 따라 액상의 냉매가 순환하면 제1 후단 유로(151a)를 따라 순환한 냉매에 비해, 냉매의 유동 경로는 증가될 수 있다.Here, as shown in FIG. 1, the second rear end flow path 151b is formed to have a length longer than that of the first rear end flow path 151a, and when the liquid refrigerant circulates along the second rear end flow path 151b, the first Compared to the refrigerant circulating along the rear flow path 151a, the flow path of the refrigerant may be increased.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 제4 후단 유로(151d)는 제3 후단 유로(151c)에 비해 길이가 길게 형성되며, 제4 후단 유로(151d)를 따라 액상의 냉매가 순환하면 제3 후단 유로(151c)를 따라 순환한 냉매에 비해, 냉매의 유동 경로는 증가될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the fourth rear end flow path 151d is formed to have a longer length than the third rear end flow path 151c, and when the liquid refrigerant circulates along the fourth rear end flow path 151d, the third Compared to the refrigerant circulating along the rear flow path 151c, the flow path of the refrigerant may be increased.

복수의 개폐 부재(152)는 제1 후단 유로(151a)의 개폐를 담당하는 제1 개폐 부재(152a), 제2 후단 유로(151b)의 개폐를 담당하는 제2 개폐 부재(152b), 제3후단 유로(151c)의 개폐를 담당하는 제3 개폐 부재(152c) 및 제4 후단 유로(151d)의 개폐를 담당하는 제4 개폐 부재(152d)를 포함할 수 있다.The plurality of opening/closing members 152 include a first opening/closing member 152a for opening and closing the first rear flow path 151a, a second opening/closing member 152b for opening/closing the second rear flow path 151b, and a third. A third opening/closing member 152c for opening/closing the rear end flow path 151c and a fourth opening/closing member 152d for opening/closing the fourth rear flow path 151d may be included.

제어부(160)는 복수의 개폐 부재(152) 각각을 개별적으로 제어함으로써, 후단 유로(151)의 개폐를 제어하고, 후단 유로(151)를 통해 순환하는 냉매의 경로를 결정할 수 있다.The controller 160 controls the opening and closing of the rear end flow path 151 by individually controlling each of the plurality of opening/closing members 152, and may determine a path of the refrigerant circulating through the rear end flow path 151.

한편, 제어부(160)는 냉매 시스템(100)의 내부 또는 외부에서 획득한 온도 정보를 기반으로 복수의 개폐 부재(152) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.Meanwhile, the controller 160 may individually control each of the plurality of opening/closing members 152 based on temperature information obtained from inside or outside the refrigerant system 100.

제어부(160)는 미리 설정된 적어도 하나의 지점에서 온도 정보를 획득하고, 획득한 온도를 정상 범위 온도와 비교한 후, 이를 기반으로 복수의 개폐 부재(152) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.The controller 160 may obtain temperature information at at least one preset point, compare the obtained temperature with a normal range temperature, and individually control each of the plurality of opening/closing members 152 based on this.

예컨대, 제어부(160)는 현재 획득한 온도가 정상 범위 온도 보다 낮은 경우, 도 2와 같이, 제1 개폐 부재(152a)를 개방하고, 제2 개폐 부재(152b), 제3 개폐 부재(152c) 및 제4 개폐 부재(152d)를 폐쇄하여, 액상 냉매의 유동 경로를 감소시켜, 냉매의 온도 및 압력을 높일 수 있다.For example, when the currently acquired temperature is lower than the normal range temperature, the control unit 160 opens the first opening/closing member 152a and opening the second opening/closing member 152b and the third opening/closing member 152c as shown in FIG. 2. And closing the fourth opening/closing member 152d to reduce the flow path of the liquid refrigerant, thereby increasing the temperature and pressure of the refrigerant.

이와 반대로, 제어부(160)는 현재 획득한 온도가 정상 범위 온도 보다 높은 경우, 도 3 또는 도 4와 같이, 제1 개폐 부재(152a)를 폐쇄하고, 제2 개폐 부재(152b)를 개방하고, 제3 개폐 부재(152c) 또는 제4 개폐 부재(152d) 중 하나를 개방하여, 액상 냉매의 유동 경로를 증가시켜, 냉매의 온도 및 압력을 낮출 수 있다.Conversely, when the currently acquired temperature is higher than the normal range temperature, the control unit 160 closes the first opening/closing member 152a and opening the second opening/closing member 152b, as shown in FIG. 3 or 4, and By opening one of the third opening/closing member 152c or the fourth opening/closing member 152d to increase the flow path of the liquid refrigerant, it is possible to lower the temperature and pressure of the refrigerant.

또한, 제어부(160)는 복수의 개폐 부재(152) 각각을 개별적으로 제어함으로써, 냉매뿐만 아니라 냉매 시스템(100)의 전체 압력을 조절할 수 있다.In addition, the control unit 160 may individually control each of the plurality of opening/closing members 152 to control not only the refrigerant but also the total pressure of the refrigerant system 100.

예컨대, 제어부(160)는 도 2와 같이, 제1 개폐 부재(152a)를 개방하고, 제2 개폐 부재(152b), 제3 개폐 부재(152c) 및 제4 개폐 부재(152d)를 폐쇄하여, 액상 냉매의 유동 경로를 감소시켜, 냉매 시스템(100)의 전체 압력을 높일 수 있고, 이와 반대로, 제어부(160)는 도 3 또는 도 4와 같이, 제1 개폐 부재(152a)를 폐쇄하고, 제2 개폐 부재(152b)를 개방하고, 제3 개폐 부재(152c) 또는 제4 개폐 부재(152d) 중 하나를 개방하여, 액상 냉매의 유동 경로를 증가시켜, 냉매 시스템(100)의 전체 압력을 낮출 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the control unit 160 opens the first opening and closing member 152a and closing the second opening and closing member 152b, the third opening and closing member 152c, and the fourth opening and closing member 152d, By reducing the flow path of the liquid refrigerant, the total pressure of the refrigerant system 100 can be increased. Conversely, the control unit 160 closes the first opening/closing member 152a, as shown in FIG. 3 or 4, and 2 Opening the opening/closing member 152b and opening one of the third opening/closing member 152c or the fourth opening/closing member 152d to increase the flow path of the liquid refrigerant, thereby lowering the total pressure of the refrigerant system 100. I can.

이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, a refrigerant system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 8.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템에서 앞선 실시예의 냉매 시스템의 구성과 상이한 구성에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성과 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, in the refrigerant system according to another embodiment of the present invention, only a configuration different from that of the refrigerant system of the previous embodiment will be described in detail, and detailed descriptions of reference numerals overlapping with the same configuration will be omitted.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 6 내지 도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템의 실시 형태를 설명하기 위한 예시도이다.5 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a refrigerant system according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 8 are exemplary views for explaining an embodiment of a refrigerant system according to another embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(200)은 팽창밸브(110), 증발기(120), 압축기(130), 응축기(240), 유로 가변부(250) 및 제어부(260)를 포함할 수 있다.5 to 8, the refrigerant system 200 according to another embodiment of the present invention includes an expansion valve 110, an evaporator 120, a compressor 130, a condenser 240, a flow path variable part 250. And a control unit 260.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(200)은 히트 펌프 시스템의 다른 예를 나타낼 수 있다.That is, the refrigerant system 200 according to another embodiment of the present invention may represent another example of a heat pump system.

응축기(240)는 고온 고압의 기체 냉매를 열교환 시켜 액상으로 변환할 수 있다.The condenser 240 may heat-exchange the high-temperature and high-pressure gas refrigerant to convert it into a liquid phase.

유로 가변부(250)는 응축기(240)의 선단 및 후단에 연결되며, 기상의 냉매와 액상의 냉매가 순환하는 유동 경로를 각각 증가 또는 감소시킬 수 있다.The flow path variable part 250 is connected to the front and rear ends of the condenser 240 and may increase or decrease a flow path through which the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant circulate, respectively.

유로 가변부(250)는 응축기(240)에 연통되는 선단 유로(251), 후단 유로(252) 및 선단 유로(251)와 후단 유로(252)의 개폐를 담당하는 복수의 개폐 부재(253)를 포함할 수 있다.The flow path variable part 250 includes a plurality of opening/closing members 253 in charge of opening and closing the front end flow path 251, the rear end flow path 252, and the front end flow path 251 and the rear end flow path 252 communicated with the condenser 240. Can include.

일 예에서, 선단 유로(251)는 압축기(130)의 후단의 출구 유로(131)와 응축기(240)의 선단의 입구 유로(241)에 연통되는 제1 선단 유로(251a), 제2 선단 유로(251b), 제3 선단 유로(251c) 및 제4 선단 유로(251d)를 포함할 수 있다.In one example, the front end flow path 251 is a first tip flow path 251a and a second tip flow path that communicate with the outlet flow path 131 at the rear end of the compressor 130 and the inlet flow path 241 at the tip of the condenser 240. (251b), a third tip flow path 251c, and a fourth tip flow path 251d may be included.

제1 선단 유로(251a), 제2 선단 유로(251b)는 압축기(130)의 후단의 출구 유로(131)로부터 분기될 수 있다.The first tip flow path 251a and the second tip flow path 251b may be branched from the outlet flow path 131 at the rear end of the compressor 130.

또한, 제2 선단 유로(251b)는 다시 제3 선단 유로(251c)와 제4 선단 유로(251d)로 분기될 수 있다.In addition, the second tip flow path 251b may be branched back into the third tip flow path 251c and the fourth tip flow path 251d.

여기서, 제1 선단 유로(251a), 제3선단 유로(251c)와 제4 선단 유로(251d)의 후단은 응축기(240)의 선단 측 입구 유로(141)에 연통되어, 압축기(130)에서 압축된 고온, 고압의 기상 냉매는 선단 유로(251)를 통과하여 응축기(240)로 유입될 수 있다.Here, the rear ends of the first tip flow path 251a, the third tip flow path 251c, and the fourth tip flow path 251d communicate with the inlet flow path 141 at the tip side of the condenser 240, and are compressed by the compressor 130. The high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant may flow into the condenser 240 through the tip flow path 251.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 선단 유로(251b)는 제1 선단 유로(251a)에 비해 길이가 길게 형성되며, 제2 선단 유로(251b)를 따라 기상의 냉매가 순환하면 제1 선단 유로(251a)를 따라 순환한 냉매에 비해, 냉매의 유동 경로는 증가될 수 있다.Here, as shown in FIG. 5, the second tip flow path 251b is formed to have a length longer than that of the first tip flow path 251a, and when the gaseous refrigerant circulates along the second tip flow path 251b, the first Compared to the refrigerant circulating along the tip flow path 251a, the flow path of the refrigerant may be increased.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제4 선단 유로(251d)는 제3 선단 유로(251c)에 비해 길이가 길게 형성되며, 제4 선단 유로(251d)를 따라 기상의 냉매가 순환하면 제3 선단 유로(251c)를 따라 순환한 냉매에 비해, 냉매의 유동 경로는 증가될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the fourth tip flow path 251d is formed to have a length longer than that of the third tip flow path 251c, and when the gaseous refrigerant circulates along the fourth tip flow path 251d, the third Compared to the refrigerant circulating along the tip flow path 251c, the flow path of the refrigerant may be increased.

일 예에서, 후단 유로(252)는 응축기(240)의 후단의 출구 유로(242)에 연통되며, 제1 후단 유로(252a), 제2 후단 유로(252b), 제3 후단 유로(252c) 및 제4 후단 유로(252d)를 포함할 수 있다.In one example, the rear end flow path 252 is in communication with the outlet flow path 242 at the rear end of the condenser 240, the first rear end flow path 252a, the second rear end flow path 252b, the third rear end flow path 252c, and It may include a fourth rear end flow path 252d.

제1 후단 유로(252a)와 제2 후단 유로(252b)는 출구 유로(242)에서 분기될 수 있다.The first rear end flow path 252a and the second rear end flow path 252b may branch from the outlet flow path 242.

또한, 제2 후단 유로(252b)는 다시 제3 후단 유로(252c)와 제4 후단 유로(252d)로 분기될 수 있다.In addition, the second rear end flow path 252b may be branched back into the third rear end flow path 252c and the fourth rear end flow path 252d.

여기서, 제1 후단 유로(252a), , 제3 후단 유로(252c)와 제4 후단 유로(252d)의 후단은 팽창밸브(110)의 선단 측 입구 유로(111)에 연통되어, 응축기(240)에서 액화된 냉매는 후단 유로(252)를 통과하여 팽창밸브(110)로 유입될 수 있다.Here, the first rear end flow path 252a,, the rear ends of the third rear end flow path 252c and the fourth rear end flow path 252d are in communication with the inlet flow path 111 at the front end of the expansion valve 110, and the condenser 240 The refrigerant liquefied in may pass through the rear flow path 252 and flow into the expansion valve 110.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 후단 유로(252b)는 제1 후단 유로(252a)에 비해 길이가 길게 형성되며, 제2 후단 유로(252b)를 따라 액상의 냉매가 순환하면 제1 후단 유로(252a)를 따라 순환한 냉매에 비해, 냉매의 유동 경로는 증가될 수 있다.Here, as shown in FIG. 5, the second rear end flow path 252b is formed to have a length longer than that of the first rear end flow path 252a, and when the liquid refrigerant circulates along the second rear end flow path 252b, the first Compared to the refrigerant circulating along the rear flow path 252a, the flow path of the refrigerant may be increased.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제4 후단 유로(252d)는 제3 후단 유로(252c)에 비해 길이가 길게 형성되며, 제4 후단 유로(252d)를 따라 액상의 냉매가 순환하면 제3 후단 유로(252c)를 따라 순환한 냉매에 비해, 냉매의 유동 경로는 증가될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the fourth rear end flow path 252d is formed to have a length longer than that of the third rear end flow path 252c, and when the liquid refrigerant circulates along the fourth rear end flow path 252d, the third Compared to the refrigerant circulating along the rear flow path 252c, the flow path of the refrigerant may be increased.

한편, 제2 선단 유로(251b)와 제4 후단 유로(252d)는 일부 구간을 공유할 수 있고, 제4 선단 유로(251d)와 제2 후단 유로(252b)는 일부 구간을 공유할 수 있다.Meanwhile, the second end flow path 251b and the fourth rear end flow path 252d may share a partial section, and the fourth end flow path 251d and the second rear end flow path 252b may share a partial section.

즉, 구간을 공유한 유로에서는 액상의 냉매가 순환할 수도 있고, 기상의 냉매가 순환할 수도 있다.That is, a liquid refrigerant may circulate or a gaseous refrigerant may circulate in a flow path sharing a section.

복수의 개폐 부재(253)는 제1 선단 유로(251a)의 개폐를 담당하는 제1 개폐 부재(253a), 제2 선단 유로(251b)의 개폐를 담당하는 제2 개폐 부재(253b), 제3선단 유로(251c)의 개폐를 담당하는 제3 개폐 부재(253c), 제4 선단 유로(251d)의 개폐를 담당하는 제4 개폐 부재(253d), 제1 후단 유로(252a)의 개폐를 담당하는 제5 개폐 부재(253e), 제2 후단 유로(252b)의 개폐를 담당하는 제6 개폐 부재(253f), 제3후단 유로(252c)의 개폐를 담당하는 제7 개폐 부재(253g), 제4 후단 유로(252d)의 개폐를 담당하는 제8 개폐 부재(253h) 및 팽창밸브(110)의 입구측 유로(111)의 개폐를 담당하는 제9 개폐 부재(253i)를 포함할 수 있다.The plurality of opening/closing members 253 include a first opening/closing member 253a for opening and closing the first tip flow path 251a, a second opening/closing member 253b for opening/closing the second tip flow path 251b, and a third. A third opening/closing member 253c in charge of opening and closing the front end flow path 251c, a fourth opening/closing member 253d in charge of opening and closing the fourth end flow passage 251d, and opening/closing of the first rear flow path 252a The fifth opening/closing member 253e, the sixth opening/closing member 253f responsible for opening and closing the second rear end flow path 252b, the seventh opening/closing member 253g responsible for opening and closing the third rear flow path 252c, and the fourth An eighth opening/closing member 253h for opening/closing the rear end flow path 252d and a ninth opening/closing member 253i for opening/closing the inlet-side flow path 111 of the expansion valve 110 may be included.

제어부(260)는 복수의 개폐 부재(253) 각각을 개별적으로 제어함으로써, 선단 유로(251) 및 후단 유로(252)의 개폐를 제어하고, 선단 유로(251) 및 후단 유로(252)를 통해 순환하는 냉매의 경로를 결정할 수 있다.The control unit 260 controls the opening and closing of the front end flow path 251 and the rear end flow path 252 by individually controlling each of the plurality of opening and closing members 253, and circulates through the front end flow path 251 and the rear end flow path 252. It is possible to determine the path of the refrigerant.

즉, 제어부(260)는 선단 유로(251)를 통해 순환하는 기상 냉매의 경로를 결정할 수 있고, 후단 유로(252)를 통해 순환하는 액상 냉매의 경로를 결정할 수 있다.That is, the controller 260 may determine a path of the gaseous refrigerant circulating through the front end flow path 251 and may determine a path of the liquid refrigerant circulating through the rear end flow path 252.

여기서, 제어부(260)는 기상 냉매의 순환 경로를 증가시키는 경우, 이에 대응하여 액상 냉매의 순환 경로를 감소시킴으로써 냉매시스템 전체의 압력을 증가시킬 수 있다.Here, when the circulation path of the gaseous refrigerant is increased, the control unit 260 may increase the pressure of the entire refrigerant system by reducing the circulation path of the liquid refrigerant in response thereto.

물론, 제어부(260)는 기상 냉매의 순환 경로를 감소시키는 경우, 이에 대응하여 액상 냉매의 순환 경로를 증가시키는 것이 바람직하다.Of course, when reducing the circulation path of the gaseous refrigerant, the control unit 260 preferably increases the circulation path of the liquid refrigerant in response thereto.

여기서, 본 발명에서는 액상 냉매의 순환 경로가 증가되고, 기상 냉매의 순환 경로가 감소된 경우는 "높은 액상 단계"로 정의될 수 있고, 액상 냉매의 순환 경로가 감소되고 기상 냉매의 순환 경로가 증가된 경우는 "낮은 액상 단계"로 정의될 수 있고, 액상 냉매의 순환 경로와 기상 냉매의 순환 경로가 유사한 길이를 갖는 경우는 "중간 액상 단계"로 정의될 수 있다.Here, in the present invention, when the circulation path of the liquid refrigerant is increased and the circulation path of the gaseous refrigerant is reduced, it may be defined as a "high liquid phase", the circulation path of the liquid refrigerant is reduced, and the circulation path of the gaseous refrigerant is increased. In this case, it may be defined as a "low liquid phase", and when the circulation path of the liquid refrigerant and the circulation path of the gaseous refrigerant have similar lengths, it may be defined as an "intermediate liquid phase".

한편, 도 6은 "낮은 액상 단계"로 구성된 유로의 구성을 나타내고, 도 7은 "중간 액상 단계"로 구성된 유로의 구성을 나타내고, 도 8은 "높은 액상 단계"로 구성된 유로의 구성을 나타낸다.On the other hand, FIG. 6 shows a configuration of a flow path composed of a "low liquid phase", FIG. 7 shows a configuration of a flow path composed of a "intermediate liquid phase", and FIG. 8 shows a configuration of a flow path composed of a "high liquid phase".

제어부(260)는 유로 가변부(250) 내에서 개폐 부재(253) 각각을 개별 제어함으로써 유로를 바꾸어 액상의 냉매가 차지하는 영역을 조절할 수 있다.The control unit 260 may individually control each of the opening and closing members 253 within the flow path variable part 250 to change a flow path to adjust an area occupied by the liquid refrigerant.

한편, 도 6 내지 도 8의 실시예는 상, 중, 하 세단계의 액상단계를 구현한 일 예에 불과하며, 더 많은 단계의 구성 및 더 간단한 단계의 구성도 가능함은 물론이다.On the other hand, the embodiments of FIGS. 6 to 8 are only an example of implementing a liquid phase of three steps of upper, middle, and lower, and of course, configuration of more steps and configuration of simpler steps are also possible.

이에 따라, 도 4 내지 도 8에 도시된 다른 실시예에서는 냉매 시스템(200)에서의 압력을 조절할 수 있으므로 주어진 운전환경에서 최적의 압력으로 히트펌프를 가동해 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in other embodiments illustrated in FIGS. 4 to 8, since the pressure in the refrigerant system 200 can be adjusted, the heat pump can be operated at an optimum pressure in a given operating environment, thereby improving system efficiency.

또한, 수액기가 설치되어 있지 않은 히트펌프 시스템에서는 액상의 단계를 조절함으로써 냉매 충전량을 변화시키는 효과를 내므로, 각각 다른 운전환경에서의 최적 냉매 충전량을 구현할 수 있다.In addition, in the heat pump system in which the receiver is not installed, since the refrigerant charge amount is changed by adjusting the liquid phase, it is possible to implement the optimum refrigerant charge amount in different operating environments.

또한, 본 발명에선 개폐 부재(253)를 이용한 가변 유로 구성의 위치는 특정된 위치에 국한된 것이 아니라 액상 혹은 기상의 점유를 뒤바꿀 수 있는 모든 위치에 설치가 가능하다.In addition, in the present invention, the position of the variable flow path configuration using the opening/closing member 253 is not limited to a specific position, but can be installed at any position capable of changing the occupancy of the liquid or gaseous phase.

한편, 제어부(260)는 냉매 시스템(200)의 내부 또는 외부에서 획득한 온도 정보를 기반으로 복수의 개폐 부재(253) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.Meanwhile, the controller 260 may individually control each of the plurality of opening/closing members 253 based on temperature information obtained from inside or outside the refrigerant system 200.

즉, 상술한 바와 같이, 제어부(260)는 미리 설정된 적어도 하나의 지점에서 온도 정보를 획득하고, 획득한 온도를 정상 범위 온도와 비교한 후, 이를 기반으로 복수의 개폐 부재(253) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.That is, as described above, the control unit 260 obtains temperature information at at least one preset point, compares the obtained temperature with a normal range temperature, and then individually identifies each of the plurality of opening and closing members 253 based on this. Can be controlled.

또한, 상술한 바와 같이, 제어부(260)는 복수의 개폐 부재(253) 각각을 개별적으로 제어함으로써, 냉매뿐만 아니라 냉매 시스템(200)의 전체 압력을 조절할 수 있다.In addition, as described above, the control unit 260 individually controls each of the plurality of opening and closing members 253 to control not only the refrigerant but also the total pressure of the refrigerant system 200.

이하에서는 도 9를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉매 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, a refrigerant system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉매 시스템에서 앞선 실시예의 냉매 시스템의 구성과 상이한 구성에 대해서만 상세히 설명하며 동일한 구성과 중복되는 도면부호에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.On the other hand, in the refrigerant system according to another embodiment of the present invention, only a configuration different from the configuration of the refrigerant system of the previous embodiment will be described in detail, and detailed descriptions of the same configuration and redundant reference numerals will be omitted.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉매 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.9 is a block diagram schematically showing the configuration of a refrigerant system according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(300)은 가압펌프(310), 증발기(320), 응축기(340), 유로 가변부(350) 및 제어부(360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, a refrigerant system 300 according to another embodiment of the present invention includes a pressure pump 310, an evaporator 320, a condenser 340, a flow path variable part 350, and a control unit 360. I can.

즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(300)은 증발 냉각 시스템의 일 예를 나타낼 수 있다.That is, the refrigerant system 300 according to another embodiment of the present invention may represent an example of an evaporative cooling system.

가압펌프(310)는 냉매를 가압하여, 냉매의 순환을 강제할 수 있다.The pressure pump 310 may pressurize the refrigerant to force circulation of the refrigerant.

응축기(340)는 고온 고압의 기체 냉매를 열교환 시켜 액상으로 변환할 수 있다.The condenser 340 may heat-exchange the high-temperature and high-pressure gas refrigerant to convert it into a liquid phase.

유로 가변부(350)는 응축기(340)의 선단 및 후단에 연결되며, 기상의 냉매와 액상의 냉매가 순환하는 유동 경로를 각각 증가 또는 감소시킬 수 있다.The flow path variable part 350 is connected to the front and rear ends of the condenser 340 and may increase or decrease a flow path through which the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant circulate, respectively.

유로 가변부(350)는 응축기(340)에 연통되는 선단 유로(351), 후단 유로(352) 및 선단 유로(351)와 후단 유로(352)의 개폐를 담당하는 복수의 개폐 부재(353)를 포함할 수 있다.The flow path variable part 350 includes a plurality of opening/closing members 353 responsible for opening and closing the front end flow path 351, the rear end flow path 352, and the front end flow path 351 and the rear end flow path 352 communicated with the condenser 340. Can include.

여기서, 유로 가변부(350)는 도 5에 도시된 유로 가변부(250)와 동일한 구성 및 기능을 수행할 수 있어, 이하에서 유로 가변부(350)에 대한 상세한 설명은 생략한다.Here, the flow path variable unit 350 may perform the same configuration and function as the flow path variable unit 250 illustrated in FIG. 5, and a detailed description of the flow path variable unit 350 will be omitted below.

제어부(360)는 복수의 개폐 부재(353) 각각을 개별적으로 제어함으로써, 선단 유로(351) 및 후단 유로(352)의 개폐를 제어하고, 선단 유로(351) 및 후단 유로(352)를 통해 순환하는 냉매의 경로를 결정할 수 있다.The control unit 360 controls the opening and closing of the front end flow path 351 and the rear end flow path 352 by individually controlling each of the plurality of opening and closing members 353, and circulates through the front end flow path 351 and the rear end flow path 352. It is possible to determine the path of the refrigerant.

즉, 제어부(360)는 선단 유로(351)를 통해 순환하는 기상 냉매의 경로를 결정할 수 있고, 후단 유로(352)를 통해 순환하는 액상 냉매의 경로를 결정할 수 있다.That is, the controller 360 may determine a path of the gaseous refrigerant circulating through the front end flow path 351 and may determine a path of the liquid refrigerant circulating through the rear end flow path 352.

여기서, 제어부(360)는 기상 냉매의 순환 경로를 증가시키는 경우, 이에 대응하여 액상 냉매의 순환 경로를 감소시킴으로써 냉매시스템의 전체압력을 증가시킬 수 있다.Here, when the circulation path of the gaseous refrigerant is increased, the controller 360 may increase the total pressure of the refrigerant system by reducing the circulation path of the liquid refrigerant in response thereto.

물론, 제어부(360)는 기상 냉매의 순환 경로를 감소시키는 경우, 이에 대응하여 액상 냉매의 순환 경로를 증가시키는 것이 바람직하다.Of course, when reducing the circulation path of the gaseous refrigerant, the controller 360 preferably increases the circulation path of the liquid refrigerant in response thereto.

제어부(360)는 유로 가변부(350) 내에서 개폐 부재(353) 각각을 개별 제어함으로써 유로를 바꾸어 액상의 냉매가 차지하는 영역을 조절할 수 있다.The controller 360 may individually control each of the opening/closing members 353 within the flow path variable part 350 to change a flow path to adjust an area occupied by the liquid refrigerant.

이에 따라, 도 9에 도시된 또 다른 실시예에서는 냉매 시스템(300)에서의 압력을 조절할 수 있으므로 주어진 운전환경에서 최적의 압력으로 증발 냉각을 가동해 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in another embodiment illustrated in FIG. 9, since the pressure in the refrigerant system 300 can be adjusted, evaporative cooling is operated at an optimum pressure in a given operating environment, thereby improving system efficiency.

한편, 제어부(360)는 냉매 시스템(300)의 내부 또는 외부에서 획득한 온도 정보를 기반으로 복수의 개폐 부재(353) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.Meanwhile, the controller 360 may individually control each of the plurality of opening and closing members 353 based on temperature information obtained from inside or outside the refrigerant system 300.

즉, 상술한 바와 같이, 제어부(360)는 미리 설정된 적어도 하나의 지점에서 온도 정보를 획득하고, 획득한 온도를 정상 범위 온도와 비교한 후, 이를 기반으로 복수의 개폐 부재(353) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.That is, as described above, the control unit 360 obtains temperature information at at least one preset point, compares the obtained temperature with a normal range temperature, and then individually identifies each of the plurality of opening and closing members 353 based on this. Can be controlled.

또한, 상술한 바와 같이, 제어부(360)는 복수의 개폐 부재(353) 각각을 개별적으로 제어함으로써, 냉매뿐만 아니라 냉매 시스템(300)의 전체 압력을 조절할 수 있다.In addition, as described above, the controller 360 may individually control each of the plurality of opening/closing members 353, thereby controlling not only the refrigerant but also the total pressure of the refrigerant system 300.

이하에서는 도 10 내지 도 14를 참조하여, 본 발명을 적용하여 실제 냉매 시스템에서 진행된 실험데이터의 결과를 설명한다.Hereinafter, the results of experimental data performed in an actual refrigerant system by applying the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 14.

도 10은 본 발명에 따른 냉매 시스템에서 유로 가변부의 동작에 따른 압력 변화를 나타낸 그래프이고, 도 11은 비교예에 따른 냉매 시스템에서의 p-h 선도이고, 도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 냉매 시스템에서의 p-h 선도이고, 도 14는 본 발명에 따른 냉매 시스템에서 유로 가변부의 동작에 따른 변화를 나타낸 p-h 선도이다.10 is a graph showing a pressure change according to an operation of a flow path variable in a refrigerant system according to the present invention, FIG. 11 is a ph diagram in a refrigerant system according to a comparative example, and FIGS. 12 and 13 are a refrigerant system according to the present invention. Is a ph diagram in, and FIG. 14 is a ph diagram showing changes according to the operation of the flow path variable part in the refrigerant system according to the present invention.

우선, 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 냉매 시스템에서 펌프를 사용하여 냉각시키는 증발 냉각 시스템에서도 시스템 압력을 제어하기 위해 사용할 수 있다.First, referring to FIG. 10, it can be used to control the system pressure in an evaporative cooling system for cooling by using a pump in the refrigerant system according to the present invention.

구체적으로, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(300)에 따른 특성 결과를 나타낸다.Specifically, FIG. 10 shows a characteristic result according to the refrigerant system 300 according to another embodiment of the present invention.

종래의 증발 냉각 시스템에서는 시스템의 압력을 제어하기 위해서는 냉매 충전량을 조절하는 것임에도 불구하고, 냉매비용 및 냉매충전 상의 제한사항 등으로 압력제어가 매우 어려웠다.In the conventional evaporative cooling system, although the amount of refrigerant charge is adjusted to control the pressure of the system, pressure control is very difficult due to restrictions on refrigerant cost and refrigerant charging.

반면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(300)에서는 실험을 통해 압력 조절 가능 여부를 확인하였다. On the other hand, in the refrigerant system 300 according to another embodiment of the present invention, it was confirmed whether the pressure can be adjusted through an experiment.

도 10은 증발 냉각 시스템(300)에서 시간에 따른 압력 변화를 나타내는 그래프이며, A 및 B 각각은 유로 가변부(350)의 제어에 따라 액상 냉매의 경로를 단계적으로 증가시키는 지점이다.10 is a graph showing a pressure change over time in the evaporative cooling system 300, and each of A and B is a point in which the path of the liquid refrigerant is gradually increased under the control of the flow path variable unit 350. Referring to FIG.

액상 냉매의 경로를 증가시킨 직후(A, B) 압력이 급격히 줄어들며 시간이 지남에 따라 수렴하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명을 이용하여 냉매를 이용한 증발 냉각 시스템(300)은 유로 가변부(350)의 제어를 통해 시스템의 전체 압력을 쉽게 조절할 수 있다.Immediately after increasing the path of the liquid refrigerant (A, B), it can be seen that the pressure rapidly decreases and converges over time. That is, the evaporative cooling system 300 using the refrigerant using the present invention can easily adjust the total pressure of the system through the control of the flow path variable unit 350.

또한, 도 11 내지 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 냉매 시스템에서 펌프를 사용하여 냉각시키는 증발 냉각 시스템에서도 시스템 압력을 제어하기 위해 사용할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 11 to 14, an evaporative cooling system for cooling by using a pump in the refrigerant system according to the present invention may also be used to control the system pressure.

구체적으로, 도 11은 종래의 냉매 시스템(히트 펌프)에서의 p-h 선도이고, 도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(200)에서의 p-h 선도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매 시스템(200)에서 유로 가변부의 동작에 따른 변화를 나타낸 p-h 선도이다.Specifically, FIG. 11 is a ph diagram in a conventional refrigerant system (heat pump), FIGS. 12 and 13 are ph diagrams in the refrigerant system 200 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 14 is the present invention. Is a ph diagram showing a change according to the operation of the flow path variable in the refrigerant system 200 according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 종래의 냉매 시스템(히트 펌프)에서는 압축기의 회전수를 제어함으로써, 시스템의 압력을 제어할 수 있다. 하지만, 이는 증발 및 응축 압력의 차이만을 변화시키므로 각각의 압력을 독립적으로 조절하지는 못하며, 이에 따라 흡열 또는 발열의 용량은 어느 정도 제어가 가능하지만 고온 또는 저온부의 온도를 각각 제어해야 하는 경우에는 상당한 어려움이 있다.Referring to FIG. 11, in a conventional refrigerant system (heat pump), the pressure of the system can be controlled by controlling the number of revolutions of the compressor. However, since this only changes the difference between the evaporation and condensation pressures, it is not possible to independently control each pressure, and accordingly, the capacity of endothermic or heat generation can be controlled to some extent, but it is quite difficult when the temperature of the high or low temperature must be controlled separately. There is this.

이와 달리, 도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 냉매 시스템은 가변 유로 가변부를 적용하여 액상과 기상이 분포하는 구간의 길이를 변동시킴으로써 냉매 시스템의 전체 압력을 쉽게 조절할 수 있다.In contrast, referring to FIGS. 12 to 14, in the refrigerant system according to the present invention, the total pressure of the refrigerant system can be easily adjusted by varying the length of the section in which the liquid phase and the gas phase are distributed by applying a variable flow path variable part.

이에 따라 히트펌프 시스템에서의 고온부 및 저온부의 온도를 독립적으로 제어할 수 있게 되고, 냉매를 사용하는 시스템에서 냉매 충전량을 변화시키는 효과를 발생시키며 운전조건에 따른 냉매 시스템의 효율을 극대화시킬 수 있다. Accordingly, it is possible to independently control the temperature of the high-temperature and low-temperature parts of the heat pump system, thereby generating the effect of changing the refrigerant charge amount in the system using the refrigerant, and maximizing the efficiency of the refrigerant system according to the operating conditions.

구체적으로 본 발명에 따른 냉매 시스템은 냉매를 사용하는 모든 시스템에 적용이 가능하며, 대표적으로는 도 1 내지 도 8에 도시된 히트펌프를 예로 들 수 있다. 히트펌프는 최초 생산과정에서 충전한 후에는 고장이나 냉매누설이 있지 않는 한, 추가로 냉매를 충전하거나 기존의 냉매를 배출시키지 않는다. 하지만 히트펌프는 운전조건에 따른 최적의 시스템 효율을 갖는 충전량이 다르다.Specifically, the refrigerant system according to the present invention can be applied to all systems using a refrigerant, and representatively, a heat pump shown in FIGS. 1 to 8 may be exemplified. The heat pump does not charge additional refrigerant or discharge the existing refrigerant unless there is a breakdown or refrigerant leakage after being charged in the initial production process. However, heat pumps have different amounts of charge with optimal system efficiency according to operating conditions.

특히, 한반도를 포함한 연중 기온의 차이가 크게 차이나는 지역들은 여름과 겨울의 운전조건에서 최적의 냉매 충전량의 차이가 크다. 따라서 냉매 충전량을 바꿀 수 없는 현재 시스템에서는 시스템이 최적의 효율로 운전될 수 없다. 액상의 냉매를 보관하는 수액기를 히트펌프에 설치함으로써 이러한 문제를 다소 해결할 수 있지만, 연중 온도의 변화가 큰 경우 이 또한 최적효율로 운전하기에는 부족하다.In particular, regions with a large difference in temperature throughout the year, including the Korean Peninsula, have a large difference in the optimal refrigerant charge amount under operating conditions in summer and winter. Therefore, in the current system in which the refrigerant charge amount cannot be changed, the system cannot be operated with optimum efficiency. This problem can be somewhat solved by installing a receiver storing a liquid refrigerant in a heat pump, but it is also insufficient to operate at optimum efficiency when the temperature changes throughout the year.

따라서, 본 발명을 이용하여 계절 별로 차이가 있는 최적 냉매 충전량을 구현하여 연 중 높은 효율로 히트펌프를 가동시킬 수 있다. 또한, 특정한 목적을 위해서는 저온 및 고온부의 온도를 독립적으로 제어해야 하는 경우 현재의 히트펌프로서는 제한사항이 많다. 이런 환경에서 본 발명을 통해 히트펌프 시스템의 압력을 변화시켜 저온 또는 고온부의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.Therefore, the heat pump can be operated with high efficiency throughout the year by implementing the optimum refrigerant charge amount that varies by season using the present invention. In addition, when the temperature of a low temperature and a high temperature part must be independently controlled for a specific purpose, there are many limitations as a current heat pump. In such an environment, the temperature of the low temperature or high temperature part can be independently controlled by changing the pressure of the heat pump system through the present invention.

또한, 저온작동조건에서 히트펌프는 압축기 흡입 냉매밀도 감소로 인한 냉매질량유량 감소에 따른 난방용량저하가 두드러진다. 본 발명을 이용하여 시스템의 압력을 증가시켜 압축기 입구 냉매압력을 상승시킴으로써 압축기 흡입 냉매밀도 증가를 통해 난방용량 저하를 개선시킬 수 있다.In addition, in the low-temperature operating condition, the heat pump has a remarkable decrease in heating capacity due to a decrease in the mass flow rate of the refrigerant due to a decrease in the density of the suction refrigerant in the compressor. By using the present invention, by increasing the pressure of the system to increase the inlet refrigerant pressure of the compressor, it is possible to improve the reduction of the heating capacity by increasing the density of the suction refrigerant in the compressor.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The detailed description above is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in the present specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and/or the technology or knowledge in the art. The above-described embodiments are to describe the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application fields and uses of the present invention are also possible. Therefore, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiment. In addition, the appended claims should be construed as including other embodiments.

100, 200, 300: 냉매 시스템
110: 팽창밸브
120, 320: 증발기
130: 압축기
140, 240, 340: 응축기
150, 250, 350: 유로 가변부
160, 260, 360: 제어부
310: 가압펌프100, 200, 300: refrigerant system
110: expansion valve
120, 320: evaporator
130: compressor
140, 240, 340: condenser
150, 250, 350: Euro variable part
160, 260, 360: control unit
310: pressure pump

Claims

기상 냉매를 응축하여 액상 냉매를 후단에 제공하는 응축기; 및
상기 응축기의 후단에 연통되며, 상기 액상 냉매의 유동 경로를 증가 또는 감소시키는 유로 가변부; 포함하고,
상기 유로 가변부는,
상기 응축기의 후단 측에서 분기되는 제1 후단 유로 및 제2 후단 유로를 포함하는 후단 유로 및
상기 제1 후단 유로 및 제2 후단 유로 각각에 배치되는 개폐 부재를 포함하고,
상기 제1 후단 유로와 상기 제2 후단 유로는 길이가 상이하고,
상기 유로 가변부는,
분기되어 상기 응축기의 선단에 연통되는 제1 선단 유로 및 제2 선단 유로를 포함하는 선단 유로 및
상기 제1 선단 유로 및 제2 선단 유로 각각에 배치되는 개폐 부재를 포함하고,
상기 제1 선단 유로와 상기 제2 선단 유로는 길이가 상이한 냉매 시스템.
A condenser for condensing a gaseous refrigerant to provide a liquid refrigerant to a rear stage; And
A flow path variable part communicating with a rear end of the condenser and increasing or decreasing a flow path of the liquid refrigerant; Including,
The flow path variable part,
A rear flow path including a first rear flow path and a second rear flow path branched from the rear end of the condenser; and
Including an opening and closing member disposed in each of the first rear end flow path and the second rear end flow path,
The first rear end flow path and the second rear end flow path have different lengths,
The flow path variable part,
A tip flow path including a first tip flow path and a second tip flow path branched and communicated with the tip of the condenser, and
Including an opening and closing member disposed in each of the first tip flow path and the second tip flow path,
A refrigerant system in which the first end flow path and the second end flow path have different lengths.

삭제delete

제1항에 있어서,
상기 후단 유로는 상기 제2 후단 유로에서 분기되는 제3 후단 유로 및 제4 후단 유로를 더 포함하고,
상기 제3 후단 유로 및 제4 후단 유로 각각에 개폐 부재가 배치되고,
상기 제3 후단 유로와 상기 제4 후단 유로는 길이가 상이한 냉매 시스템.
The method of claim 1,
The rear end flow path further includes a third rear end flow path and a fourth rear end flow path branching from the second rear end flow path,
An opening/closing member is disposed in each of the third rear end flow path and the fourth rear end flow path,
A refrigerant system in which the third rear-end flow passage and the fourth rear-end flow passage have different lengths.

삭제delete

제1항에 있어서,
상기 선단 유로는 상기 제2 선단 유로에서 분기되며, 상기 응축기의 선단에 연통되는 제3 선단 유로 및 제4 선단 유로를 더 포함하고,
상기 제3 선단 유로 및 제4 선단 유로 각각에 개폐 부재가 배치되고,
상기 제3 선단 유로와 상기 제4 선단 유로는 길이가 상이한 냉매 시스템.
The method of claim 1,
The tip flow path branched from the second tip flow path, and further includes a third tip flow path and a fourth tip flow path communicated with the tip of the condenser,
An opening/closing member is disposed in each of the third tip flow path and the fourth tip flow path,
A refrigerant system in which the third tip flow path and the fourth tip flow path have different lengths.

제1항에 있어서,
상기 제2 후단 유로와 상기 제2 후단 유로는 일부 영역을 공유하는 냉매 시스템.
The method of claim 1,
A refrigerant system in which the second rear flow path and the second rear flow path share a partial region.

제6항에 있어서,
상기 개폐 부재의 동작을 개별 제어하여, 상기 액상 냉매의 유동 경로를 증가 또는 감소시키는 제어부; 를 더 포함하는 냉매 시스템.
The method of claim 6,
A control unit that individually controls the operation of the opening/closing member to increase or decrease the flow path of the liquid refrigerant; Refrigerant system further comprising a.

제7항에 있어서,
상기 제어부는 미리 설정된 위치에서의 온도를 획득하고,
획득한 온도 정보를 기반으로 상기 개폐 부재의 동작을 개별 제어하여, 상기 액상 냉매의 유동 경로를 증가 또는 감소시키는 냉매 시스템.
The method of claim 7,
The control unit acquires the temperature at a preset location,
A refrigerant system for increasing or decreasing a flow path of the liquid refrigerant by individually controlling the operation of the opening/closing member based on the obtained temperature information.

제1항에 있어서,
상기 액상 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 를 더 포함하고,
상기 팽창밸브는 상기 유로 가변부의 후단에 배치되는 냉매 시스템.
The method of claim 1,
An expansion valve for expanding the liquid refrigerant; Including more,
The expansion valve is a refrigerant system disposed at a rear end of the flow path variable part.

제1항에 있어서,
상기 액상 냉매를 가압하는 가압펌프; 를 더 포함하고,
상기 가압펌프는 상기 응축기의 전단에 배치되는 냉매 시스템.The method of claim 1,
A pressure pump for pressurizing the liquid refrigerant; Including more,
The pressure pump is a refrigerant system disposed at a front end of the condenser.