KR20050055319A - 냉동고의 결로 방지 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동고의 결로 방지 구조에 관한 것으로서, 이는 2원 냉동사이클 중 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 응축기 사이에 냉매간의 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환관을 설치함으로써, -80℃에 달하는 저온 사이클의 흡입관 즉, 제 2 증발기 출구에서 제 2 압축기 입구까지 이루는 흡입관 상에 발생되는 결로/결빙을 방지함과 아울러, 상기 제 2 압축기 내로의 액냉매 유입을 차단하기 때문에, 이로 인한 압축기의 신뢰성 역시 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Description

냉동고의 결로 방지 구조{Structure for prevention of dew condensation in refrigerator}
본 발명은 2원 냉동사이클을 갖는 초저온 냉동고에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2원 냉동사이클 중 -80℃에 달하는 저온 사이클의 흡입관 즉, 제 2 증발기 출구에서 제 2 압축기 입구까지의 흡입관 상에 발생되는 결로/결빙을 방지하기 위해 상기 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 응축기 사이에 냉매간의 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환관을 설치 구성한 냉동고의 결로 방지 구조에 관한 것이다.
일반적으로 2원 냉동사이클을 갖는 저온 냉동고는 극히 저온인 약 -40℃이하의 온도대에서 음식물 등을 냉동 및 냉장하는 제품으로서, 2개의 압축기로 2개의 사이클 즉, 고온 냉동사이클과 저온 냉동사이클을 각각 구현하고, 상기 고온 냉동사이클의 증발기측과 저온 냉동사이클의 응축기측을 열교환시켜 상기 저온 냉동사이클의 증발온도를 매우 낮게함으로써 -60℃∼-80℃ 정도의 초저온을 구현하게 된다.
이 때 보통 고온 냉동사이클의 응축온도와 증발온도는 약 40℃, -30℃이며, 저온 냉동사이클의 응축온도와 증발온도는 약 -30℃, -80℃ 정도이다.
이와 같은 2원 냉동사이클(1)은 도 1 에 도시한 바와 같이, 고온 냉동사이클(이하, 고온 사이클이라 함)(10)과 저온 냉동사이클(이하, 저온 사이클이라 함)(30)로 크게 나눠지는데, 이 때 상기 고온 사이클(10)은 제 1 압축기(12)와, 제 1 응축기(14), 제 1 팽창밸브(16), 제 1 증발기(18)로 이루어져 있고, 상기 저온 사이클(30)은 제 2 압축기(32)와, 제 2 응축기(34), 제 2 팽창밸브(36), 제 2 증발기(38)로 이루어져 있으며, 특히 상기 고온 사이클(10)의 제 1 증발기(18)와 저온 사이클(30)의 제 2 응축기(34)의 경우, 고온 사이클(10)의 제 1 팽창밸브(16)를 통해 감압된 일차냉매와 저온 사이클(30)의 제 2 압축기(32)를 통해 가압된 이차냉매의 열교환에 의해 상기 일차냉매는 증발작용이 이루어지고 상기 이차냉매는 응축작용이 이루어질 수 있도록 이중관 형태의 열교환기(20)로 이루어져 있다.
미 설명 부호 19, 39 는 제 1 액분리기(19)와 제 2 액분리기(39)이다.
이와 같이 구성된 2원 냉동사이클(1)의 작동상태를 도 1과 대비하여 설명하면 다음과 같다.
고내를 냉각하기 위해 제 1 압축기(12) 및 제 2 압축기(32)를 작동시키면 상기 제 1 압축기(12)에서 압축된 일차냉매가 제 1 응축기(14)를 거치면서 약 35∼40℃의 액상으로 상변화를 이루게 되고, 이후 제 1 드라이어(15)를 거치면서 수분과 불순물을 걸러낸 다음, 제 1 팽창밸브(16)를 통과하면서 증발되기 쉬운 상태로 감압되게 된다.
이와 같이 제 1 팽창밸브(16)를 통해 감압된 일차냉매는 중간 열교환기(20)를 통과하면서 증발작용이 이루어지게 되는데, 이의 증발과정에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 상기 중간 열교환기(20)는 2개의 냉매관이 상호 접해있는 구조로 이루어져 있어, 상기 제 1 팽창밸브(16)를 통해 감압된 일차냉매가 상기 중간 열교환기(20) 중 고온 사이클(10)의 증발기 역할을 하는 냉매관(이하, 제 1 증발기라 함)을 통과할 때, 제 2 압축기(32)로부터 가압된 이차냉매 역시 상기 중간 열교환기(20) 중 저온 사이클(30)의 응축기 역할을 하는 냉매관(이하, 제 2 응축기라 함)을 통과하면서 상기 제 1 증발기(18)와 제 2 응축기(34)간의 열교환이 이루어지게 된다.
이 때, 상기 제 1 증발기(18)의 일차냉매는 제 2 응축기(34)를 통과하는 이차냉매의 열을 흡수하면서 기상으로 상변화를 이루게 되고, 반대로 제 2 응축기(34)의 이차냉매는 상기 제 1 증발기(18)의 일차냉매에 열을 빼앗기면서 액상으로 상변화를 이루게 된다.
이상과 같이 중간 열교환기(20)를 통해 일차냉매와 이차냉매간의 열교환이 이루어지면서 상기 일차냉매는 증발온도가 약 -33℃정도로 하여 상기 제 1 압축기(12)로 재 유입되게 되고, 상기 이차냉매 역시 응축온도가 약 -30℃정도로 하여 제 2 드라이어(35)를 거친 후, 제 2 팽창밸브(36)를 통과하면서 증발되기 쉬운 상태로 감압되게 된다.
이와 같이 제 2 팽창밸브(36)를 통해 감압된 이차냉매는 최종적인 제 2 증발기(38)를 통과하면서 고내의 주위 열을 흡수하여 기상상태로 상변화되는 증발작용을 거쳐 제 2 압축기(32)로 재유입되는 순환 사이클을 이루게 된다.
그러나, 상기 제 2 증발기(38) 출구에서의 이차냉매는 과열상태이지만 약 -60℃∼-80℃의 초저온 상태를 이루고 있기 때문에, 기계실(미도시)의 더운 공기에 의해 온도가 상승한다 하더라도 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 즉, 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)이 약 -20℃의 저온을 형성함에 따라 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 이슬이 맺히면서 얼게되는 결로/결빙이 발생하게 되는 커다란 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같이 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 결로/결빙이 발생할 경우, 상기 결로/결빙 현상을 해결하기 위해 상기 흡입관(40) 상에 별도의 히터를 설치하여야 하는 문제점과 함께, 상기와 같이 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 히터 설치시 이에 따른 제조단가 및 제품단가가 상승하게 되는 커다란 문제점도 있었다.
더욱이, 상기와 같이 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 발생된 결로/결빙을 제거하기 위해 히터를 구동시킬 경우, 이로 인한 냉동고(냉동고)의 소비전력 역시 증가하게 되는 문제점도 있었다.
또한, -60℃∼-80℃ 가량의 초저온을 구현하기 위해서는 많은 발열량을 요구함에 따라 저온 사이클(30)에 있어 용량이 큰 응축기와 고풍량의 팬을 사용해야 하기 때문에, 이로 인한 응축기 및 팬의 부피가 커지게 되는 문제점과 함께, 소음 역시 커지게 되는 커다란 문제점도 있었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 2원 냉동사이클 중 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 응축기 사이에 냉매간의 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환관을 설치함으로써, -80℃에 달하는 저온 사이클의 흡입관 즉, 제 2 증발기 출구에서 제 2 압축기 입구까지 이루는 흡입관 상에 발생되는 결로/결빙을 방지함과 아울러, 상기 제 2 압축기 내로의 액냉매 유입을 차단하기 때문에, 이로 인한 압축기의 신뢰성 역시 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기와 같이 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 응축기 사이에 열교환관을 설치함으로써, 응축온도 감소로 인한 고온 사이클의 효율이 향상됨과 동시에, 상기 고온 사이클의 늘어난 냉력에 의해 저온 사이클의 효율 역시 향상될 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
더욱이, 응축온도 감소로 응축기 통과시 기계실에 유입되는 공기의 온도가 저하되므로써, 종래 냉동고 보다 상대적으로 2원 냉동사이클을 적용한 냉동고(냉동고)의 기계실 내 온도가 크게 저하됨에 따른 고온 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 2원 냉동사이클 중 저온 사이클의 증발기 출구에서 압축기 입구까지의 냉매관상에 발생되는 결로/결빙을 방지하기 위해 상기 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 응축기 사이에 냉매간의 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환관을 설치 구성한 냉동고의 결로 방지 구조에 의해 해결될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 상태도를 나타낸 것이고, 도 4 는 도 3의 2원 냉동사이클에 의한 압력과 엔탈피를 나타낸 선도이며, 도 5 는 도 3의 2원 냉동사이클에 적용된 열교환관을 나타낸 사시 단면도이다.
본 발명에 따른 냉동고의 결로 방지 구조는, 제 1 압축기(12) 및 제 1 응축기(14), 제 1 팽창밸브(16), 중간 열교환기(20)의 제 1 증발기(18)로 이루어진 고온 사이클(10)과,
제 2 압축기(32) 및 중간 열교환기(20)의 제 2 응축기(34), 제 2 팽창밸브(36), 제 2 증발기(38)로 이루어진 저온 사이클(30)로 이루어진 2원 냉동사이클에 있어서;
상기 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)과 상기 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14) 사이에 열교환관(50)을 설치한 구성이다.
이하, 본 발명인 냉동고의 결로 방지 구조에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명인 냉동고의 결로 방지 구조는, 고온 사이클(10)과 저온 사이클(30)로 이루어진 2원 냉동사이클(1) 중 상기 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지의 흡입관(40) 상에 발생되는 결로/결빙을 방지함과 아울러, 상기 제 2 압축기(32) 내로 액냉매의 유입을 차단하여 이로 인한 압축기의 신뢰성 역시 향상시킬 수 있도록 하기 위하여, 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40)과 고온 사이클(10)의 응축기 사이에 냉매(고온 사이클의 일차냉매와 저온 사이클의 이차냉매)간의 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 열교환관(50)을 설치한 것으로서, 이에 대한 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명과 전술한 종래와의 동일 구성에 대해서는 동일부호를 적용하기로 한다.
도 6 은 도 3의 2원 냉동사이클에 적용된 열교환관의 또 다른 실시예도를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 냉동고의 결로 방지 구조는, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 고온 사이클(10) 측의 증발작용과 저온 사이클(30) 측의 응축작용이 냉매간의 열교환을 통해 전체적인 냉동사이클을 이뤄 고내의 온도를 초저온으로 저하시키는 2원 냉동사이클(1) 즉, 제 1 압축기(12) 및 제 1 응축기(14), 제 1 팽창밸브(16), 중간 열교환기(20)의 제 1 증발기(18)로 이루어진 고온 사이클(10)과, 제 2 압축기(32) 및 중간 열교환기(20)의 제 2 응축기(34), 제 2 팽창밸브(36), 제 2 증발기(38)로 이루어진 저온 사이클(30)로 이루어진 2원 냉동사이클(1) 중 상기 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40) 상에 발생되는 결로/결빙을 방지하기 위하여, 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40)과 상기 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14) 사이에 열교환관(50)을 설치한 구성이다.
이 때, 상기 열교환관(50)은 도 5 에 도시한 바와 같이, 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14)를 이루는 냉매관(14a)과 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)이 상호 접하여 상기 제 1 응축기(14)측의 일차냉매와 상기 흡입관(40)측의 이차냉매가 열교환을 이룰 수 있도록 상기 고온 사이클(10)의 제 1 응축기 냉매관(14a)과 상호 면착됨과 아울러, 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 연결된 구조로 형성되거나, 도 6 에 도시한 바와 같이, 상기 열교환관(50a)이 제 1 응축기 냉매관(14a)을 감싼 형태로 하여 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 연결된 구조로 형성되어 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 다른 실시예도를 나타낸 것이고, 도 8 은 도 7의 2원 냉동사이클에 의한 압력과 엔탈피를 나타낸 선도로서, 이는 도 7 및 도 8 에 도시한 바와 같이, 상기 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)과 상기 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14) 출구에서 제 1 팽창밸브(16) 입구까지 이루는 냉매관(14a) 사이에 열교환관(50)을 설치한 구성이다.
이 때, 상기 열교환관(50)은 도 5 및 도 6 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 적용된 열교환관(50)과 동일한 구조로서, 이는 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14) 출구에서 제 1 팽창밸브(16)입구까지 이루는 냉매관(14a)과 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)이 상호 접하여 상기 냉매관(14a)측의 일차냉매와 상기 흡입관(40)측의 이차냉매가 열교환을 이룰 수 있도록 상기 고온 사이클(10)의 냉매관(14a)과 상호 면착됨과 아울러, 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 연결된 구조로 형성되거나(도 5 참조), 상기 열교환관(50a)이 고온 사이클(10)의 냉매관(14a)을 감싼 형태로 하여 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 연결된 구조로 형성(도 6 참조)되어 있다.
도 9 는 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 또 다른 실시예도를 나타낸 것이고, 도 10 은 도 9의 2원 냉동사이클에 의한 압력과 엔탈피를 나타낸 선도이며, 도 11 은 도 9의 2원 냉동사이클에 적용된 열교환관을 나타낸 사시 단면도로서, 이는 도 9 및 도 10 에 도시한 바와 같이, 상기 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)과 고온 사이클(10)의 제 1 팽창밸브(16) 사이에 열교환관(50b)을 설치한 구성이다.
이 때, 상기 열교환관(50b)은, 도 11 에 도시한 바와 같이, 고온 사이클(10)의 제 1 팽창밸브(16)를 이루는 모세관(17)과 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)이 상호 접하여 상기 제 1 팽창밸브(16)측의 일차냉매와 상기 흡입관(40)측의 이차냉매가 열교환을 이룰 수 있도록 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40)과 상호 면착됨과 아울러, 상기 고온 사이클(10)의 모세관(17) 상에 연결된 구조로 형성되어 있으며, 특히 상기 열교환관(50b)의 경우, 상기 고온 사이클(10)의 모세관(17) 직경과 동일한 직경으로 형성되어 있다.
한편, 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 발생되는 결로/결빙을 방지하기 위해 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40)과 고온 사이클(10)의 제 1 팽창밸브(16) 사이에 상기 열교환관(50b)을 설치하는 대신, 상기 제 1 팽창밸브(16)로부터 모세관(17)을 연장하여 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40)과 상호 면착시켜 구성할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
이상에서와 같이, 본 발명의 열교환관이 적용된 2원 냉동사이클(1)의 작동 및 저온 사이클(30)의 흡입관(40)측 이차냉매와 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14)측 일차냉매와의 열교환을 통해 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 발생된 결로/결빙을 제거하는 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.
도 12 는 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 작동 및 상기 저온 사이클의 흡입관 상에 발생된 결로/결빙을 제거하는 작용 상태를 나타낸 것이다.
우선 2원 냉동사이클의 작동상태를 간략히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 열교환관(50)이 적용된 2원 냉동사이클(1)이 도 12 에 도시한 바와 같이 화살표 방향으로 작동될 때, 고온 사이클(10)을 순환하는 일차냉매의 경우, 제 1 압축기를 통해 기상상태로 가압됨과 동시에, 제 1 응축기(14)를 통해 액상으로 응축된 후, 제 1 팽창밸브(16)를 통과하면서 증발되기 쉬운 상태로 감압된 다음, 중간 열교환기(20)로 유동하게 되고, 저온 사이클(30)을 순환하는 이차냉매의 경우, 제 2 압축기(32)를 통해 기상상태로 가압된 후, 응축작용이 이루어지도록 중간 열교환기(20)로 유동하게 된다.
이 때 상기 일차냉매는 중간 열교환기(20) 중 고온 사이클(10)의 증발기 역할을 하는 냉매관 즉, 제 1 증발기(18)를 통과하게 되고, 상기 이차냉매는 중간 열교환기(20) 중 저온 사이클(30)의 응축기 역할을 하는 냉매관 즉, 제 2 응축기(34)를 통과하면서 상기 일차냉매와 이차냉매간의 열교환이 이루어지게 되며, 상기와 같이 이차냉매와 열교환된 일차냉매의 경우, 상기 이차냉매의 열을 흡수하면서 기상상태로 상변화를 이룬 후 다시 제 1 압축기로 재 유입되는 순환 사이클을 이루게 되고, 반대로 일차냉매와 열교환된 이차냉매의 경우, 일차냉매에 열을 빼앗기면서 액상상태로 상변화를 이룬 후, 제 2 팽창밸브(36)를 통과하면서 증발되기 쉬운 상태로 감압된 다음, 제 2 증발기(38)를 통해 고내의 주위 열을 흡수하여 기상상태로 상변화되는 증발작용을 거쳐 제 2 압축기(32)로 재유입되는 순환 사이클을 이루게 된다.
그러나, 상기 제 2 증발기(38) 출구에서의 이차냉매는 과열상태이지만 약 -60℃∼-80℃의 초저온 상태를 이루고 있기 때문에, 기계실의 더운 공기에 의해 온도가 상승한다 하더라도 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 즉, 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40)이 약 -20℃의 저온을 형성함에 따라 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 이슬이 맺히면서 얼게되는 결로/결빙 현상이 발생하게 되는데, 이와 같이 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 발생된 결로/결빙을 제거하기 위하여 상기 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14)와 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 사이에 설치된 열교환관(50)을 이용하게 된다.
특히 상기와 같이 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14)와 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 사이에 설치된 열교환관(50)을 이용해 상기 흡입관(40) 상에 발생된 결로/결빙을 제거하는 과정은 전술한 2원 냉동사이클(1)의 작동을 중지하지 않고, 상기 2원 냉동사이클(1)이 작동되는 상태에서 흡입관(40)의 결로/결빙을 제거하는 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 상기 저온 사이클(30)의 제 2 증발기(38) 출구에서 제 2 압축기(32) 입구까지 이루는 흡입관(40) 상에 결로/결빙이 발생할 경우, 상기 흡입관(40) 상의 결로/결빙을 제거하기 위하여, 상기 고온 사이클(10)의 제 1 응축기(14) 냉매관과 상호 면착됨과 아울러, 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 연결된 열교환관(50)을 통해 최종 증발기인 제 2 증발기(38)를 거쳐 흡입관(40) 측으로 유출된 이차냉매를 상기 제 1 응축기(14) 측으로 유동시키게 되면, 상호 면착된 제 1 응축기(14) 냉매관과 열교환관(50)에 의해 상기 제 1 응축기(14) 냉매관측의 일차냉매와 열교환관(50)측 이차냉매가 서로 열교환을 하게 되면서 일차냉매는 이차냉매에 열을 빼앗기면서 응축작용이 이루어지고, 반대로 이차냉매는 일차냉매를 통해 열을 흡수하여 최종 증발온도 보다 상승하게 되는 증발작용이 이루어지게 된다.
상기와 같은 열교환을 통해 최종 증발온도 보다 상승한 이차냉매는 다시 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 측으로 유동하게 되고, 상기 흡입관(40) 내로 유입된 이차냉매 즉, 제 1 응축기(14)와 열교환을 통해 온도가 상승된 이차냉매는 흡입관(40)을 유동하면서 상승된 냉매열을 이용해 결로/결빙된 흡입관(40)을 녹이므로서, 종래 문제점이었던 흡입관(40) 상의 결로/결빙을 제거하게 된다.
그리고, 상기와 같이 흡입관(40) 상의 결로/결빙을 제거한 이차냉매는 다시 제 2 압축기(32)로 유입되어 고온 고압으로 재 가압된 후, 전술한 과정을 반복적으로 순환되면서 원활한 2원 냉동사이클(1)을 이루게 되고, 상기한 2원 냉동사이클(1)의 작동과정 중 상기 저온 사이클(30)의 흡입관(40) 상에 발생된 결로/결빙을 제거하므로서, 이에 따른 2원 냉동사이클(1)의 전체적인 효율이 향상되게 된다.
본 발명인 냉동고의 결로 방지 구조는 2원 냉동사이클 중 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 응축기 사이에 냉매간의 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환관을 설치함으로써, -80℃에 달하는 저온 사이클의 흡입관 즉, 제 2 증발기 출구에서 제 2 압축기 입구까지 이루는 흡입관 상에 발생되는 결로/결빙을 방지함과 아울러, 상기 제 2 압축기 내로의 액냉매 유입을 차단하기 때문에, 이로 인한 압축기의 신뢰성 역시 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 상기와 같이 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 응축기 사이에 열교환관을 설치함으로써, 응축온도 감소로 인한 고온 사이클의 효율이 향상됨과 동시에, 상기 고온 사이클의 늘어난 냉력에 의해 저온 사이클의 효율 역시 향상되게 되는 탁월한 효과도 있다.
더욱이, 응축온도 감소로 응축기 통과시 기계실에 유입되는 공기의 온도가 저하되므로써, 종래 냉동고 보다 상대적으로 2원 냉동사이클을 적용한 냉동고(냉동고)의 기계실 내 온도가 크게 저하됨에 따른 고온 신뢰성을 확보할 수 있는 탁월한 효과도 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 7 에 도시한 바와 같이 2원 냉동사이클 중 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 제 1 응축기 출구 사이에 열교환관을 설치할 경우, 응축기 출구단의 냉매온도가 낮아지므로써, 이에 따른 고온 사이클의 과냉도는 물론, 효율과 냉력이 증가함과 동시에, 상기 고온 사이클의 늘어난 냉력에 의해 저온 사이클의 효율 역시 향상되게 되는 탁월한 효과도 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 9 에 도시한 바와 같이 2원 냉동사이클 중 저온 사이클의 흡입관과 고온 사이클의 제 1 팽창밸브 사이에 열교환관을 설치하므로써, 고온 사이클의 제 1 팽창밸브(모세관) 출구 엔탈피를 감소시켜 고온 사이클의 냉력 및 효율을 증가시킴과 아울러, 상기 고온 사이클의 냉력 증가에 따른 저온 사이클의 과냉도 및 냉력, 효율 역시 증가하게 되는 탁월한 효과도 있다.
도 1 은 일반적인 2원 냉동사이클을 나타낸 상태도.
도 2 는 도 1의 2원 냉동사이클에 의한 압력과 엔탈피를 나타낸 선도.
도 3 은 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 상태도.
도 4 는 도 3의 2원 냉동사이클에 의한 압력과 엔탈피를 나타낸 선도.
도 5 는 도 3의 2원 냉동사이클에 적용된 열교환관을 나타낸 사시 단면도.
도 6 은 도 3의 2원 냉동사이클에 적용된 열교환관의 또 다른 실시예도.
도 7 은 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 다른 실시예도.
도 8 은 도 7의 2원 냉동사이클에 의한 압력과 엔탈피를 나타낸 선도.
도 9 는 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 또 다른 실시예도.
도 10 은 도 9의 2원 냉동사이클에 의한 압력과 엔탈피를 나타낸 선도.
도 11 은 도 9의 2원 냉동사이클에 적용된 열교환관을 나타낸 사시 단면도.
도 12 는 본 발명에 따른 2원 냉동사이클의 작동 및 상기 저온 사이클의 흡입관 상에 발생된 결로/결빙을 제거하는 작용 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1. 2원 냉동사이클 10. 고온 사이클
12. 제 1 압축기 14. 제 1 응축기
14a. 제 1 응축기 냉매관 16. 제 1 팽창밸브
17. 모세관 18. 제 1 증발기
20. 중간 열교환기 30. 저온 사이클
32. 제 2 압축기 34. 제 2 응축기
36. 제 2 팽창밸브 38. 제 2 증발기
40. 흡입관
50, 50a, 50b. 열교환관

Claims (6)

  1. 제 1 압축기 및 제 1 응축기, 제 1 팽창밸브, 중간 열교환기의 제 1 증발기로 이루어진 고온 사이클과,
    제 2 압축기 및 중간 열교환기의 제 2 응축기, 제 2 팽창밸브, 제 2 증발기로 이루어진 저온 사이클로 이루어진 2원 냉동사이클에 있어서;
    상기 저온 사이클의 제 2 증발기 출구에서 제 2 압축기 입구까지 이루는 흡입관과 상기 고온 사이클의 제 1 응축기 사이에 열교환관을 설치 구성한 것을 특징으로 하는 냉동고의 결로 방지 구조.
  2. 제 1 압축기 및 제 1 응축기, 제 1 팽창밸브, 중간 열교환기의 제 1 증발기로 이루어진 고온 사이클과,
    제 2 압축기 및 중간 열교환기의 제 2 응축기, 제 2 팽창밸브, 제 2 증발기로 이루어진 저온 사이클로 이루어진 2원 냉동사이클에 있어서;
    상기 저온 사이클의 제 2 증발기 출구에서 제 2 압축기 입구까지 이루는 흡입관과 상기 고온 사이클의 제 1 응축기 출구에서 제 1 팽창밸브 입구까지 이루는 냉매관 사이에 열교환관을 설치 구성한 것을 특징으로 하는 냉동고의 결로 방지 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열교환관은 상기 고온 사이클의 냉매관과 상호 면착됨과 아울러, 상기 저온 사이클의 흡입관 상에 연결된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉동고의 결로 방지 구조.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열교환관은 상기 고온 사이클의 냉매관을 감싼 형태로 하여 상기 저온 사이클의 흡입관 상에 연결된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉동고의 결로 방지 구조.
  5. 제 1 압축기 및 제 1 응축기, 제 1 팽창밸브, 중간 열교환기의 제 1 증발기로 이루어진 고온 사이클과,
    제 2 압축기 및 중간 열교환기의 제 2 응축기, 제 2 팽창밸브, 제 2 증발기로 이루어진 저온 사이클로 이루어진 2원 냉동사이클에 있어서;
    상기 저온 사이클의 제 2 증발기 출구에서 제 2 압축기 입구까지 이루는 흡입관과 고온 사이클의 제 1 팽창밸브 사이에 열교환관을 설치 구성한 것을 특징으로 하는 냉동고의 결로 방지 구조.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 열교환관은 상기 저온 사이클의 흡입관과 상호 면착됨과 아울러, 상기 고온 사이클의 모세관 상에 연결된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉동고의 결로 방지 구조.
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